TIỂU LUẬN nhận thức phương pháp luận sáng tạo khoa học kỹ thuật

Có nhiều phương pháp để rèn luyện sáng tạo, trong quyển tiểu luận này người nghiên cứu được sự tận tình hướng dẫn của Thầy Thái Bá Cần cùng với nổ lực thu thập, tổng hợp tài liệu xin đượ

Trang 1

TRẦN HUY CƯỜNG

NHẬN THỨC PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC KỸ THUẬT

(TIỂU LUẬN PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHKT)

TP HCM - 2006

Trang 2

ta đang từng bước xây dựng cùng với sự phát triển chòng mặt của thời đại ngày nay thời đại của kỹ thuật cao, của tự động hóa, vì vậy con người chỉ để phục vụ nền “kinh tế hàng hóa” sẽ mãi mãi bị bốc lột, để đất nước giàu mạnh mỗi người phải tự nâng cấp mình lên một tầm mới tầm của nền “kinh tế tri thức”

Vì sao đất nước chúng ta trong suốt quá trình dài phát triển lại không có một phát minh, sáng chế nào được thế giới công nhận Có phải vì chúng ta không thông minh, kiến thức kém? Không, bằng chứng là chúng ta luôn đứng đầu trong các cuộc thi kiến thức phổ thông trên thế giới Vậy thì nguyên nhân là do đâu? Đó là do nền giáo dục của chúng ta hiện nay chỉ mới chú trọng đến việc giáo dục theo kiểu học công nghệ, làm việc theo khuôn mẫu, bắt chước mà không có sự phá cách, tự do Đó là do chúng ta chưa chú trọng đến việc giáo dục để có thể

“phát triển”, mà rèn luyện sự sáng tạo là một trong những vấn đề quan trọng trong việc giáo dục “phát triển” mà chúng ta đang lãng quên, thiết nghĩ việc này cần được quan tâm nhiều hơn trong giáo dục

Khả năng sáng tạo ở mọi người đều có, dĩ nhiên mỗi người có mức độ sáng tạo khác nhau Mặc dù vậy, chúng ta vẫn có thể cải thiện khả năng sáng tạo của mình thông qua quá trình rèn luyện khả năng sáng tạo bằng các phương pháp sao cho sự sáng tạo trở thành thói quen, thành kỹ năng của mỗi người

Có nhiều phương pháp để rèn luyện

sáng tạo, trong quyển tiểu luận này người

nghiên cứu được sự tận tình hướng dẫn

của Thầy Thái Bá Cần cùng với nổ lực

thu thập, tổng hợp tài liệu xin được giới

thiệu một số phương pháp rèn luyện sự

sáng tạo có hiệu quả cao Tiểu luận bao

gồm 4 chương, trong đó 3 chương đầu

trình bày nhận thức của người nghiên cứu

đối với phương pháp luận sáng tạo khoa

học kỹ thuật, chương cuối là bài toán ứng

dụng lý thuyết lý thuyết giải các bài toán

sáng chế để cải tiến máy vi tính phù hợp

hơn với nhu cầu ngày càng khắc khe của

người sử dụng như tiện lợi, đa năng, mạnh

mẽ, có cá tính…

Trang 3

Chương 2

NHẬN THỨC CÁC THỦ THUẬT SÁNG TẠO CƠ BẢN

1.1 CÁC THỦ THUẬT SÁNG TẠO CƠ BẢN

Thủ thuật là thao tác tư duy đơn lẻ, chỉ ra hướng mà người giải cần suy nghĩ được thể hiện ở chổ đơn giản, tương đối độc lập, thường sử dụng và phù hợp với các quy luật phát triển hệ thống

Cần hiểu lời phát biểu của các thủ thuật theo nghĩa rộng, nghĩa khái quát một cách biện chứng – hệ thống cộng với trí tưởng tượng sáng tạo Không nên hiểu thủ thuật một cách gò bó, cứng nhắc theo ngôn từ phát biểu thủ thuật

Có tổng cộng 40 thủ thuật sáng tạo cơ bản tuỳ theo từng bài toán mà ta dựa vào 6 bước sau đây để tìm ra các thủ thuật phù hợp :

Bước 1 : Chọn đối tượng tiền thân

Bước 2 : So sánh đối tượng cho trước với đối tượng tiền thân

Bước 3 : Tìm “Tính mới”

Bước 4 : Trả lời câu hỏi “Nhờ thủ thuật nào, người giải có thể biến đổi đối tượng tiền thân thành đối tượng cho trước”

Bước 5 : Lặp lại các bước từ 1 đến 4 để tìm thêm các thủ thuật có thể có từ đối tượng cho truớc

Bước 6 : Sắp xếp các thủ thuật một cách lôgích, phản ánh quá trình suy nghĩ để có được đối tượng cho trước

Các nhu cầu

của con người Các chức năng cần có Cấu trúc hệ thống

Các thủ thuật

Các nguồn dự trữ

Các kiến thức

Thời gian

Trang 4

thuật có thể tổ hợp lại với nhau tạo nên những ý tưởng sáng tạo phức tạp, hiệu quả hơn Các thủ thuật có thể dùng độc lập, dùng theo các tổ hợp nhưng sức mạnh của các thủ thuật sẽ tăng lên khi dùng hệ thống các thủ thuật như là một bộ phận hợp thành của ARIZ nói riêng và của TRIZ nói chung

Trong 40 thủ thuật sáng tạo có những thủ thuật “ngược nhau” hoặc có những thủ thuật dường như chứa đựng các thủ thuật khác, vì vậy khi xem xét giải quyết một bài toán ta có thể gặp trường hợp cùng một giải pháp nhưng nhìn từ hướng này ta thấy phải dùng thủ thuật A, nhưng khi nhìn từ hướng khác thì lại thấy phải dùng thủ thuật B… Sở dĩ các thủ thuật không chính xác là do hiện thực khách quan vận động theo qui luật biện chứng, do đó bất kỳ sự vật hiện tượng nào cũng là sự thống nhất các mặt đối lặp không tách rời nhau

Các thủ thuật cơ bản một mặt phản ánh tính biện chứng của thế giới khách quan, mặt khác giúp hình thành các kỹ năng suy nghĩ biện chứng của người học để giải các bài toán thực tế, cụ thể Do vậy, không nên quá băn khoăn và cứng nhắc về văn bản phát biểu các thủ thuật, về tính biện chứng của chúng

Vấn đề cốt lõi trong cách sử dụng các thủ thuật sáng tạo là trả lời câu hỏi

“Nhờ thủ thuật nào, ta có thể biến đổi đối tượng tiền thân thành đối tượng cho trước” trong quá trình tìm ra tính mới, quá trình này lập đi lập lại càng nhiều chừng nào sẽ giúp ta tìm ra được nhiều thủ thuật chứng đó qua đó sẽ tìm ra càng nhiều lời giải

Từ các thủ thuật sáng tạo ta có thể tiến đến các phương pháp sáng tạo Phương pháp là tập hợp nhất định một số thủ thuật cơ bản, được sử theo thứ tự nhất định, gồm nhiều bước hay nhiều giai đoạn để giải một loại bài toán nhất định Thông thường phương pháp được xây dựng dựa trên cơ sở của một số kết luận hoặc tiền đề liên quan đến sáng tạo Sau đây là những phương pháp mạnh, tiêu biểu giúp hệ thống trong bài toán đi theo các quy luật phát triển một cách khách quan

So sánh để tìm ra tính mới

Bằng cách trả lời câu hỏi : “Thủ thuật nào để có thể từ A1 đưa ra A2”

Trang 5

Chương 2 NHẬN THỨC CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍCH CỰC HÓA TƯ DUY

2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍCH CỰC HÓA TƯ DUY

Phương pháp thường được chúng ta sử dụng để giải quyết và ra quyết định là phương pháp thử sai, tuy nhiên khi dùng phương pháp này việc tìm ra lời giải thường diễn ra một cách mò mẫm Để khắc phục nhược điểm này chúng ta có thể dùng các phương pháp tích cực hóa tư duy để làm tăng số lượng các ý tưởng phát ra trong một đơn vị thời gian, nghĩa là tăng năng suất phát ý tưởng và khắc phục tính ì tâm lý Các phương pháp này rất thích hợp để giải bài toán cần nhiều lời giải đa dạng, đơn giản và không thích hợp cho những bài toán đòi hỏi sự tư duy, sáng tạo cao

2.1.1 Phương pháp đối tượng tiêu điểm :

Phương pháp phát ý tưởng nhờ chuyển giao những dấu hiệu của những đối tượng được thu thập một cách tình cờ, ngẫu nhiên cho đối tượng tiêu điểm cần được cải tiến do giáo sư F Kunze đưa ra và được C.Waiting hoàn thiện Phương pháp này gồm 5 bước như sau :

Bước 1 : Chọn đối tượng tiêu điểm

Bước 2 : Chọn 3 – 4 đối tượng ngẫu nhiên và lập danh sách những dấu hiệu của những đối tượng này

Bước 3 : Kết hợp từng dấu hiệu trong danh sách với đối tượng tiêu điểm

Bước 4 : Phát ý tưởng bằng sự liên tưởng tự do dựa trên từng kết hợp

Bước 5 : Đánh giá và lựa chọn những ý tượng có tính khả thi

2.1.2 Phương pháp phân tích hình thái :

Phương pháp nhằm 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 sau đó đa dạng hóa chúng rồi kết hợp chúng lại nhằm chọn được những phương án bất ngờ, độc đáo mà chúng ta có thể bỏ quên trong phương pháp thử – sai Phương pháp này

do F Zwicky đưa ra năm 1942 bào gồm 5 giai đoạn như sau :

Giai đoạn 1 : Phát biểu bài toán một cách chính xác

Giai đoạn 2 : Xác định các bộ phận – chức năng của đối tượng

Giai đoạn 3 : Liệt kê các hình thái có thể của các bộ phận – chức năng

Giai đoạn 4 : Lập công thức hình thái

Giai đoạn 5 : Phân tích, đánh giá và lựa chọn những phương án khả thi 2.1.3 Phương pháp các câu hỏi kiểm tra :

Trang 6

các kinh nghiệm sáng tạo Tuy nhiên các lĩnh vực khác nhau đòi hỏi danh sách câu hỏi kiểm tra khác nhau, do vậy trên thực tế có rất nhiều danh sách các câu hỏi kiểm tra, điển hình có 3 danh sách câu hỏi kiểm tra được đánh giá có hiệu quả cao nhất là :

Dùng cho lĩnh vực sáng chế của A Osborn (1953)

Dùng cho lĩnh vực sáng chế của T Eiloart (1969)

Dùng để giải các bài tập toán học của G Polya (1945)

2.1.4 Phương pháp não công :

Phương pháp được A Osborn đưa ra năm 1938 với mục đích thu được thật nhiều ý tưởng giải bài toán bằng cách làm việc tập thể Phương pháp này chia một tập thể thành hai nhóm phát ý tưởng và đáng giá ý tưởng để hai nhóm có thể khắc phục nhược điểm của nhau, bao gồm 4 giai đoạn như sau :

Giai đoạn 1 : Phân nhóm

Giai đoạn 2 : Phát ý tưởng tự do, thoải mái

Giai đoạn 3 : Phân tích, đánh giá từng ý tưởng

Giai đoạn 4 : Chọn lời giải khả thi

2.1.5 Phương pháp sử dụng các phép tương tự :

Phương pháp do W Gordon đưa ra năm 1952 giải quyết vấn đề dựa trên cơ sở “kết hợp các yếu tố khác nhau, không dính dáng gì với nhau”, đây là những nhóm người có ngành nghề khác nhau, được tập hợp lại với mục đích cố gắng giải một cách sáng tạo các bài toán bằng việc luyện tập không hạn chế trí tưởng tượng và kết hợp những yếu tố không liên quan với nhau, quá trình thực hiện trải qua 4 giai đoạn như sau :

Giai đoạn 1 : Thành lập nhóm

Giai đoạn 2 : Luyện tập sử dụng các phép tương tự

Giai đoạn 3 : Giải quyết các bài toán

Giai đoạn 4 : Đánh giá và ra quyết định với các kết quả thu được

Trang 7

2.2 NHẬN THỨC CỦA NGƯỜI NGHIÊN CỨU

Các phương pháp tích cực hóa tư duy có thể giúp chúng ta giải quyết những vấn đề cần sự đa dạng nhưng đơn giản và khắc phục được tính ì tâm lý cũng như mò mẫm trong việc tìm lời giải qua đó tiết kiệm được thời gian và kinh tế Ngoài

ra đây còn còn một công cụ hệu quả trong việc luyện tập trí tưởng tượng đối với mọi lứa tuổi

Phương pháp đối tượng tiêu điểm rất hiệu quả trong việc khắc phục tính ì tâm lý do sự thu thập các dấu hiệu mang tính ngẫu nhiên sẽ cho chúng ta nhiều lời giải khác nhau qua đó việc phát ý tưởng sẽ không bị gò bó Phương pháp này khá dơn giản do đó chúng ta có thể lĩnh hội nhanh chỉ sau 2-3 lần luyện tập Thích hợp trong việc nhanh chóng tìm những ý tưởng mới đối với mẫu mã đồ dùng, hàng hóa , đồ chơi…

Phương pháp phân tích hình thái có thể khắc phục được nhược điểm không thể bao quát hết các phép thử có thể có của phương pháp thử – sai, do đó có thể tránh được việc để lọt mất lời giải Phương pháp này thích hợp cho việc giải các bài toán mang tính chất chung, tổng quát của một hệ thống như thiết kế kết cấu, tổ chức, bố cục …

Phương pháp các câu hỏi kiểm tra có thể được sử dụng trong các giai đoạn đầu của đặt vấn đề hoặc giải các bài toán không đòi hỏi mức độ phức tạp cao Các tác giả của các bản danh sách đưa ra các câu hỏi được rút từ kinh nghiệm thực tế giải các bài toán của nhiều người nên có hiệu quả tốt hơn những suy nghĩ tự phát và khắc phục được sự thiếu bao quát có thể bỏ lọt mất lời giải của phương pháp thử – sai

Phương pháp não công có thể khắc phục được tính ì tâm lý để có được nhiều lời giải đa dạng, thông thường những người giàu trí tưởng tượng thì yếu về mặt phân tích, đánh giá và ngược lại, do đó phương pháp não công sẽ giúp khắc phục nhược điểm và giúp phát huy tối đa khả năng của mỗi người, thường được sử dụng để giải các bài toán không đòi hỏi độ chính xác cao hoặc quá sâu về chuyên môn như các vấn đề lập dự án, thiết kế, kinh tế, quảng cáo…

Phương pháp sử dụng phép tương tự có phần dựa trên phương pháp não công, tận dụng hai khả năng sau đây để khắc phục tính ì tâm lý bằng cách dùng nhóm người giải :

Tạo ra không chỉ một phương pháp mà tập hợp các phương – các phép tương tự

Phương pháp này khác với phương pháp luyện não công ở chổ, họ là những nhóm chuyên nghiệp, được huấn luyện đặc biệt và dần dần tích luỹ các kinh nghiệm cần thiết về phương pháp luận giải các bài toán sáng chế

Trang 8

LÝ THUYẾT GIẢI CÁC BÀI TOÁN SÁNG CHẾ

3.1 LÝ THUYẾT GIẢI CÁC BÀI TOÁN SÁNG CHẾ

Có thể dễ dãng nhận thấy là không phải tất cả các bài toán đều giống nhau về độ khó cũng như về cách giải, vì vậy đối với những bài toán có mức độ khó cao ta có thể vận dụng Lý thuyết giải các bài toán sáng chế để tìm ra lời giải thích hợp nhất

Tác giả TRIZ là G S Altsuller đã xây dựng sơ đồ khối TRIZ để giải các bài toán kỹ thuật cụ thể, theo đó một bài toán sẽ thuộc một trong 2 dạng là chuẩn hoặc không chuẩn Nếu thuộc dạng chuẩn (đã được giải rồi) thì có thể sử dụng kho thông tin để tìm lời giải Nếu bài toán là không chuẩn người giải phải sử dụng “Algôrit giải các bài toán sáng chế” viết tắt là ARIZ

ARIZ đầu tiên đưa ra vào năm 1959, gọi là ARIZ-59 Từ đó đến nay và về sau ARIZ luôn được cải tiến và hoàn thiện để phục vụ tốt hơn cho các nhà sáng chế, đến nay là ARIZ-85 có 7 giai đoạn với 38 bước cụ thể như sau :

Giai đoạn 1 (9 bước): Phân tích tình huống xuất phát

Giai đoạn 2 (6 bước): Phân tích bài toán

Giai đoạn 3 (8 bước): Phân tích mô hình bài toán

Giai đoạn 4 (7 bước): Giải quyết mâu thuẫn lý học

Giai đoạn 5 (3 bước): Phân tích cách khắc phục mâu thuẫn lý học

Giai đoạn 6 (3 bước): Phát triển mâu thuẫn lý học thu được

Giai đoạn 7 (2 bước): Phân tích quá trình giải

Giai đoạn 1

(9 bước) Giai đoạn 2 (6 bước) Giai đoạn 3 (8 bước) Giai đoạn 4 (7 bước) Giai đoạn 5 (3 bước)

Giai đoạn 7 (2 bước) Giai đoạn 6 (3 bước)

Nếu không thu được lời giải Rút kinh nghiệm sáng tạo

Nếu chưa thỏa lời giải Nếu là bài toán chuẩn

Sơ đồ khối ARIZ – 85

Trang 9

3.2 NHẬN THỨC CỦA NGƯỜI NGHIÊN CỨU

Nhìn vào lịch sử 200 năm “tiến hoá” của

chân vịt tàu thủy ta mới thấy được tầm quan

trọng của lý thuyết giải các bài toán sáng chế

của tác giả G S Altsuller Việc sáng tạo chân

vịt tàu thủy ban đầu chỉ là sự mò mẫm của

phương pháp thử – sai

Nghiên cứu xếp loại các bằng tác giả sáng

chế theo 5 mức sáng tạo từ thấp đến cao, người

ta rút ra các con số thống kê như sau : Khoảng

95% số bằng sáng chế là ở từ mức 1 đến mức 3,

chỉ có khoảng 5% số bằng sáng chế là ở 4 và

mức 5 Mà những bằng sáng chế ở mức cao

chính là nguồn tạo ra những bước ngoặc trong

công nghệ Do vậy, việc sáng chế ra những

“công cụ” giải các bài toán mức cao phải bắt

nguồn từ Lý thuyết giải các bài toán sáng chế

của tác giả G S Altsuller

Trong 7 giai đoạn của ARIZ – 85 thì giai đoạn 7 là giai đoạn đặc biệt so với những phương pháp khác, đòi hỏi người giải phải phân tích lại quá trình giải để tổng kết rút kinh nghiệm sáng tạo cho bản thân bởi vì thường khi giải xong bài toán, mọi việc trở nên rõ ràng hơn, tự người giải có thể đánh giá được mình đúng chổ nào, chổ nào còn bị ảnh hưởng của tính ì tâm lý để có kinh nghiệm ở những lần giải sau

Lịch sử 200 năm “tiến hoá” của chân vịt tàu thủy

Trang 10

4.1 BÀI TOÁN

Cải tiến máy vi tính xách tay : Truyền tải tín hiệu từ có dây sang không dây nhằm mục đích tăng tốc độ xử lý và giảm trọng lượng qua đó tăng tính tiện lợi cho máy tính xách tay

4.2 ỨNG DỤNG ARIZ-85 GIẢI BÀI TOÁN

Giải bài toán theo các bước và sơ đồ khối của văn bản ARIZ-85 :

Giai đoạn 1 :

Buớc 1 : Mục đích cuối cùng của lời giải bài toán

- Đặc trưng cần thay đổi : Tăng tốc độ xử lý, gọn nhẹ bằng cách thay đổi truyền tải tín hiệu từ có dây sang không dây

- Đặc trưng giữ nguyên : Vẫn đầy đủ chức năng

- Chi phí : Dây truyền tải tín hiệu

- Chỉ tiêu kỹ thuật : Truyền tải tín hiệu nhanh hơn

Buớc 2 : Kiểm tra đường vòng

* Hệ trên :

- Đặc trưng cần thay đổi : Tăng tốc độ xử lý, gọn nhẹ bằng cách thay đổi vật liệu chế tạo