К.т. н. Балаклейский С.П., магистрант Лазарев Р. Н.

Костанайский государственный университет им. А. Байтурсынова

(г. Костанай, Казахстан)

Использование ТРИЗ для повышения эффективности лабораторных работ в вузе

Лабораторная работа является неотъемлемым элементом процесса подготовки специалистов в техническом вузе. Их основное назначение:

· Произвести практическую проверку некоторых теоретических положений;

· Получить навыки работы с лабораторным оборудованием и обработки результатов эксперимента.

Классический вариант проведения лабораторной работы выглядит следующим образом. Студенты получают методические указания, содержащие, как правило, четыре компоненты: теорию, подлежащую проверке; описание устройства и принципа работы лабораторного стенда; описание порядка проведения эксперимента; указания по обработке и интерпретации результатов опытов. Ознакомившись с указаниями и пройдя контрольный тест (если он предусмотрен), студенты формально выполняют требуемую последовательность действий, обрабатывают полученные результаты, заполняют и сдают отчет. Все четко, все правильно, но скучно и не интересно, а значит и малоэффективно.

Причины:

· Безальтернативный алгоритм действий, не содержащий творческого начала;

· Большой объем изучаемого материала, содержащего, по большей части императивные указания: включи то, переведи в требуемое положение это, сними показания амперметра А1 и т.д.;

· Заранее известный результат эксперимента, если не брать в учет возможные ошибки «экспериментаторов» и сбои в работе лабораторного оборудования.

Полезно? Да. Интересно? Не очень. Т.е. налицо отсутствие так называемого интринсивного мотива – получения удовольствия от выполняемой работы.

Оговоримся сразу, что из списка «скучных» исключаем лабораторные работы по физике и химии, где опыты, зачастую, не только познавательное, но и интереснейшее зрелище.

Как изменить ситуацию в лучшую сторону? Варианты есть. Например:

· Использование так называемых виртуальных лабораторных работ, делающих содержание выполняемых действий более понятным и осмысленным, а саму процедуру выполнения работы более интересной. При этом может быть использовано неоспоримое преимущество математических моделей – неограниченные возможности изменения значений параметров в сочетании с визуальной демонстрацией результатов этого изменения:

· Использование гибридных виртуальных стендов, где наряду с математической моделью присутствуют реальные приборы управления и контроля, навыки работы с которыми, безусловно, необходимы.

Нами предлагается вариант повышения интринсивной мотивации, основанный на использовании ТРИЗ.

Суть предлагаемого подхода заключается в том, что студент не просто выполняет заданную последовательность действий на существующем лабораторном оборудовании, но и участвует в проектировании (на уровне принципов и схемных решений) различного рода стендов, решающих задачу исследования. Иначе говоря, студент изобретает, используя для этой цели богатый инструментарий ТРИЗ.

Пример. Лабораторная работа «Изучение свойств капельных жидкостей».

Задача – измерение плотности жидкости.

Общая формула для вычисления плотности:

, (1)

где – масса жидкости;

– объем жидкости.

Предлагаемое техническое решение (ТР): для определения плотности жидкости берется некоторое количество жидкости и помещается в мерный сосуд, масса которого известна. Сосуд с жидкостью взвешивается. Плотность жидкости определяется по формуле:

, (2)

где – масса сосуда с жидкостью;

– масса мерного сосуда.

Технические противоречия сопутствующие данному ТР.

Метод позволяет выполнить задачу определения плотности капельной жидекости, однако при этом:

1 Процедура измерения является длительной и сложной;

2 Таким образом нельзя определить плотность жидкости в тех случаях, когда ее слив из рабочей емкости недопустим или нежелателен;

3 Возникают проблемы при измерении плотности технических жидкостей с неприятным запахом, ядовитых и т.п.

Использование инструментов ТРИЗ, например типовых приемов устранения технических противоречий [1], позволит студентам прийти к конструкциям ареометра, плотномера и других существующих и не существующих приборов.

Литература

1. Поиск новых идей: от озарения к технологии (Теория и практика решения изобретательских задач) / Г.С. Альтшуллер, Б.Л. Злотин, А.В. Зусман, В.И. Филатов. – Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1989. – 381 с.