Tiểu luận: Phương pháp luận sáng tạo khoa học - kỹ thuật ppt

Tiểu luận Phương pháp luận sáng tạo khoa học - kỹ thuật... Việc nghiên cứu, đúc kết rút kinh nghiệm và trang bị những phương pháp tư duy sáng tạo khoa học - kỹ thuật cho mọi người chính

Tiểu luận

Phương pháp luận sáng tạo

khoa học - kỹ thuật

Phần I : DẪN NHẬP

Công cụ lao động và phương tiện lao động là 2 yếu tố cực kỳ quan trọng

bỡi vì nó quyết định năng suất lao động Cùng với việc đầu tư cho sự phát triển của nguồn nhân lực, đầu tư cho sự phát triển của công cụ lao động và phương tiện lao động là ưu tiên hàng đầu Một quốc gia muốn phát triển một cách ổn định, liên tục và vững bền cần phải chú ý đến việc tạo điều kiện bồi dưỡng, khai thác và phát huy khả năng sáng tạo của mọi người dân trên mọi lĩnh vực Có như vậy, trình độ phát triển của công cụ lao động và phương tiện lao động mới mỗi ngày một nâng cao và được hoàn thiện hơn

Ơ các nước phát triển, việc sáng tạo, cải tiến (người Nhật gọi là

KAIZEN) đã đi vào tiềm thức của mọi người, mọi người dân đều ý thức được

việc sáng tạo là công việc của chính họ Việc nghiên cứu, đúc kết rút kinh nghiệm và trang bị những phương pháp tư duy sáng tạo khoa học - kỹ thuật cho mọi người chính là một trong những nguyên nhân dẫn đến thành công của các quốc gia đó Phương pháp đóng một vai trò cực kỳ quan trọng trong nghiên cứu khoa học, nó giúp con người đi đúng hướng, không phải mò mẫm tự phát Như LANDAU, người đã nhận giải thưởng NOBEL vật lý, đã từng nhấn mạnh :

“Phương pháp quan trọng hơn phát minh, bỡi vì phương pháp nghiên cứu

đúng sẽ dẫn đến những phát minh mới, giá trị hơn”

Người viết bài tiểu luận này chỉ là người mới bắt đầu nghiên cứu khoa học Yêu cầu cập nhật các phương pháp luận sáng tạo là vô cùng cần thiết, bộ môn khoa học này là sự tổng kết và hệ thống hóa các phương pháp tư duy sáng tạo Đây là một môn khoa học thiết thực đối với mọi người, nó giúp đề ra một cách có hiệu quả các ý tưởng và giải pháp mới, tránh sự lãng phí không đáng có

do mò mẫm tự phát Từ đây, người viết bài tiểu luận này cũng bắt đầu có những phương pháp luận sáng tạo để làm hành trang trong quá trình công tác sau này, biết cách giải quyết một vấn đề mâu thuẫn như thế nào để có được ý tưởng mới, sáng tạo mới

Quyển tiểu luận này được thực hiện sau khi người viết hoàn thành xong

45 tiết học môn “ Phương pháp luận sáng tạo khoa học - kỹ thuật “ Đây cũng là những hiểu biết của người viết về môn học này Quyển tiểu luận này được chia

thành 3 phần :

 Phần I : Dẫn nhập

 Phần II : Nội dung : (Thực hiện đúng các yêu cầu của giảng viên ):

A-/- Những nhận thức của người viết về môn học :

+ Khái niệm về phát minh và sáng chế

+ Các phương pháp tích cực hóa tư duy, những bàitoán tiêu biểu + Các thủ thuật và TRIZ, bài toán tiêu biểu

B-/- Ap dụng ARIZ để giải một bài toán

 Phần III : Kết luận và ý kiến của người viết về môn học

 Phần IV : Tài liệu tham khảo

Phần II : NỘI DUNG

A-/- Những nhận thức của người viết về môn học :

1 Khái niệm về phát minh và sáng chế

- Phát minh là tìm ra những quy luật của tự nhiên, của xã hội một cách khách quan mà trước đó chưa ai biết Phát minh thuộc phạm trù khoa học,

những thành tựu của khoa học là tài sản chung của nhân loại Phát minh không phải là của riêng một cá nhân , một tổ chức, một quốc gia nào

- Sáng chế là sáng tạo ra một cái mới mà trước đó chưa tồn tại Sáng chế

là ứng dụng những thành tựu của khoa học vào thực tế cuộc sống, phục vụ cuộc sống của con người mỗi ngày một tốt hơn Hoat động sáng chế là hoạt động kỹ thuật, vì vậy sáng chế thuộc phạm trù kỹ thuật Sáng chế còn thuộc các phạm trù kinh tế; hàng hóa; pháp lý vì sáng chế là tài sản riêng của một người hay một nhóm người, được quyền trao đổi, buôn bán và được pháp luật bảo vệ

Ngoài ra sáng chế còn thuộc phạm trù xã hội vì hoạt động sáng chế là hoạt động của toàn xã hội Con người sinh ra và lớn lên thì phải lao động, chính lao động là môi trường phát sinh ra ý tưởng sáng chế

Đặc trưng của con người là luôn tìm tòi ra cái mới, vì thế khả năng sáng tạo là khả năng chỉ có ở con người và mọi người đều có khả năng sáng tạo Mặc

dù vậy, mức độ sáng tạo ở mỗi con ngưiời lại không giống nhau, người nào chịu khó tìm tòi suy nghĩ thì khả năng sáng tạo sẽ phát triển cao và người đó sẽ có được những phát minh, những sáng chế

2 Các phương pháp tích cực hóa tư duy, những bài toán tiêu biểu

Nếu như chịu khó tìm tòi suy nghĩ mà không có phương pháp tư duy khoa học Suy nghĩ theo kiểu mò mẫm : “ thử và sai” sẽ gây ra lãng phí rất lớn

về thời gian, tiền bạc Chẳng những vậy mà còn luôn bị ảnh hưởng rất lớn bỡi sức ỳ tâm lý, đôi khi tìm tòi cả đời mà cũng chẳng có được một kết qủa nào Bộ môn khoa học : “Phương pháp luận sáng tạo khoa học - kỹ thuật ra đời” nhằm giúp cho con người tìm tòi suy nghĩ có phương pháp và tránh được sự mò mẫm Đây là môn học cung cấp các phương pháp suy nghĩ tiên tiến để mọi người áp dụng vào công việc cụ thể của mình, giúp cho hoạt động sáng tạo khoa học - kỹ thuật của con người có kết qủa nhanh hơn và hiệu quả hơn

Các phương pháp tích cực hóa tư duy giúp con người tăng tần suất phát ý tưởng và khắc phục được sức ỳ tâm lý trong qúa trình giải bài toán sáng tạo Các phương pháp tích cực hóa tư duy rất thích hợp để giải các bài toán có nhiều lời giải đa dạng :

+ Phương pháp đối tượng tiêu điểm: Đây là phương pháp cho phép

nhanh chóng tìm ra nhiều ý tưởng mới Chủ đạo của phương pháp này là đưa ra

một phương pháp đơn giản để : “Khắc phục sức ỳ tâm lý của con người và việc

phát ý tưởng là tình cờ và ngẫu nhiên”

+ Phương pháp phân tích hình thái: Giúp nghiên cứu tất cả các phương

án một cách có hệ thống về nguyên tắc, bằng việc phân đối tượng thành từng phần, đa dạng hóa chúng rồi kết hợp lại nhằm bao quát được những phương án bất ngờ, độc đáo mà chúng ta có thể bỏ quên trong phương pháp thử và sai

+ Phương pháp Synectic: Đây là phương pháp luyện tập sử dụng các

phép tương tự Nhóm Synectic đã định hướng được hướng tự tư duy, khắc phuc được tính ỳ tâm lý và nhìn bài toán cho trước với những cách xem xét mới

+ Phương pháp câu hỏi kiểm tra: Đưa ra các câu hỏi nhằm mục đích giúp

người giải tránh được sa đà vào hướng suy nghĩ quen thuộc mà quên đi những hướng có thể có khác Ưu điểm là loại bỏ dược sức ỳ tâm lý, mặt khác còn cho lời khuyên sử dụng các thủ thuật, phương pháp, gợi ý, các kinh nghiệm sáng tạo

+ Những bài tóan tiêu biểu :

- Ap dụng phương pháp Đối tượng tiêu điểm :

Ap dụng phương pháp tiêu điểm để cải tiến một đối tượng

Bước 1 : Đối tượng cần cải tiến :

NỒI NẤU CƠM

Phân tích bài toán :

Nồi cơm điện hiện nay rất tiện dụng, nó giúp cho những người bận rộn ( các gia đình Cán bộ-Công chức ) có thể tự lo được bữa ăn cho mình Tuy nhiên,

do nhu cầu của cuộc sống hiện đại việc sử dụng các thiết bị điện ngày một tăng trong khi định mức điện cho mỗi gia đình lại có hạn ( tiền điện được thanh toán theo lũy tiến ) Yêu cầu đặt ra là phải có một loại nồi nấu cơm bằng gas và có tính năng tự động điều chỉnh lượng gas cho phù hợp cũng như đóng ngắt gas khi cơm chín

Bước 2 : Đối tượng ngẫu nhiên :

- Bếp và bình gas;

- Nồi cơm điện;

- Mũ bảo hiểm

- Máy giặt

Bước 3 : Liệt kê các tính chất của đối tượng :

- Bếp và bình gas : Dùng để cung cấp nhiệt phục vụ nấu nướng, có thiết

bị đánh lửa, có van điều chỉnh lượng gas vào bếp

- Nồi cơm điện : Vỏ 2 lớp, có nắp đậy kín , có 2 quai, tự động ngắt điện khi cơm chín

- Mũ bảo hiểm: Vật liệu nhựa, trọng lượng nhẹ, bảo vệ an toàn, đẹp, thoải mái khi sử dụng

- Máy giặt : Tự động điều chỉnh lượng nước theo lượng quần áo, tự động đóng ngắt điện sau khi giặt xong, quá trình xử lý và làm việc của máy giặt hoàn toàn dựa vào cảm biến

Bước 4 : Gán:

- Nồi nấu cơm : Phục vụ nấu nướng, có thiết bị đánh lửa, có van điều chỉnh lượng ga vào bếp

- Nồi nấu cơm: Vỏ hai lớp, có nắp đậy kín, có 2 quai, tự động ngắt ga khi cơm chín

- Nồi nấu cơm: Vật liệu nhựa, trọng lượng nhẹ, bảo vệ an toàn, đẹp, dễ

sử dụng

- Nồi nấu cơm: Tự động điều chỉnh nước, tự động ngắt ga sau khi nấu, quá trình xử lý và làm việc hoàn toàn dựa vào cảm biến

Bước 5 : Phát ý tưởng :

- Nồi nấu cơm: Phục vụ nấu nướng

- Nồi nấu cơm đốt bằng ga: có thiết bị đánh lửa, cóvan điều chỉnh lượng

ga vào bếp.Tự động ngắt ga sau khi cơm chín

- Nồi nấu cơm: Vỏ hai lớp, trọng lượng nhẹ, đẹp, dễ sử dụng

- Nồi nấu cơm an toàn: Vỏ ngoài bằng nhựa bảo vệ an toàn cho người

sử dụng, quá trình xử lý và làm việc hoàn toàn dựa vào cảm biến

Bước 6 : Chọn ý tưởng thích hợp :

Nồi nấu cơm : Sử dụng nhiên liệu gas: “ NỒI CƠM GAS”, có vỏ hai lớp,

có bình gas nhỏ nằm bên dưới, có thiết bị đánh lửa và van an toàn, sử dụng cảm biến để tự động điều chỉnh lượng gas cho phù hợp với quá trình nấu cũng như đóng ngắt gas khi cơm chín

- Ap dụng phương pháp Phân tích hình thái :

1./ Ap dụng phương pháp phân tích hình thái để cải tiến một đối tượng:

Bước 1 : Đối tượng cần cải tiến :

MÁY ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ CHO PHÒNG LÀM VIỆC, PHÒNG SINH HOẠT…

Bước 2 : Các yếu tố cấu thành chính của đối tượng :

Cỡ loại

Nguồn năng lượng

Vị trí lắp đặt

Điều khiển

Bước 3 : Bảng hình thái :

P.Án

A Cỡ loại Mini lắp đặt cho

từng phòng

Cỡ lớn đủ cung cấp cho toàn khu vực

B Nguồn năng

lượng

gió Mặt trời tự nhiên Điện từ

pin mặt trời

điện

C Vị trí lắp đặt Trên tường, tại vị

trí từng phòng

Đặt tại trung tâm phân phối

D

Điều khiển Bằng tay Tư xa bằng remote Tự thích

nghi

Bước 4 : Lập công thức hình thái :

P.An 1 : AI – BIV – CI – DII: Máy điều hòa không khí hiện đang sử dụng P.An 2 : AII– BIII – CII – DIII : Máy điều hòa không khí cở lớn cung cấp cho toàn khu vực, sử dụng nguồn năng lượng điện từ pin mặt trời,đặt tại trung tâm phân phối, tự thích nghi

Bước 5 : Phân tích và lựa chọn :

P.An 1 :

Máy điều hòa không khí hiện nay có nhược điểm là lắp đặt trên tường, khí thải

ra bên ngoài vừa nóng và độc hại , kém mỹ quan (phần ló ra thường nằm dọc theo hành lang)

P.An 2 :

Khắc phục được những nhược điểm của phương án 1 và tối ưu hơn các phương

án còn lại Do vậy việc chọn phương án 2 là hợp lý

2./ Xây dựng một bảng phân tích hình thái với các hàng và cột là những ngành khoa học đơn ngành Hãy xác định một ngành khoa học đa ngành mà theo các anh, chị là mới và hãy diễn tả nội dung chính của ngành đó:

Bảng phân tích hình thái các hàng vàcột là những ngành khoa hoc đơn ngành

I II III

Vũ trụ học Hải dương học Đia chất học

A Vật lý

B Hoá học

C Sinh vật

Ngành khoa học đa ngành:

1 Vật lý vũ trụ học

2 Vật lý hải dương học

3 Vật lý địa chất học

4 Hoá học vũ trụ học

5 Hoá học hải dương học

6 Hoá học địa chất học

7 Sinh vật học vũ trụ

8 Sinh vật học hải dương

9 Sinh vật học địa chất

Ngành mới: Sinh vật học vũ trụ

Nghiên cứu sự sống và phát triển của con người ngoài hành tinh

3 Các thủ thuật và TRIZ, bài toán tiêu biểu

+ Các thủ thuật và TRIZ :

Thông qua 40 thủ thuật, giúp người giải có thể giải quyết các mâu thuẫn kỹ thuật dựa vào 1200 mâu thuẫn kỹ thuật cơ bản thường xảy ra trong cuộc sống Trong những thủ thuật này có những thủ thuật giải quyết được những mâu thuẫn rất gần với nghề nghiệp

+ Bài toán tiêu biểu :

Ap dụng các thủ thuật để đưa ra một cải tiến mới cho đối tượng

Sông Cửu Long

Hiện nay, vào mùa mưa, ở Đồng bằng Sông Cửu Long bà con nông dân đang sử dụng lò sấy lúa cố định để sấy lúa sau khi thu họach Tình trạng hạt lúa sau thu họach bị ẩm, mốc và chất lượng gạo bị giảm đã được khắc phục Tuy nhiên, việc sử dụng lò sấy lúa cố định đã gây ra không ít khó khăn trong điều kiện mùa mưa ở một vùng sông nước như Đồng bằng Sông Cửu Long :

- Các lò sấy cố định chiếm một diện tích mặt bằng rất lớn, đòi hỏi phải

có nền đất cao để tránh ngập úng và phải có đủ mái che cho hệ thống lò và cho một lượng lớn lúa tập trung về đây Trên thực tế, chỉ có những người có vốn lớn mới có đủ khả năng xây lò sấy lúa kiểu cố định

- Việc tập trung lúa sau thu hoạch về các lò sấy trong điều kiện mưa lũ là một bất tiện rất lớn đối với bà con nông dân ở những vùng xa các lò sấy Đó là chưa kể đến việc sau khi sấy xong, bà con buộc phải bán lúa cho tư thương dù biết rằng mình bị tư thương ép bán giá thấp, bà con không dám chở lúa về kho chứa của gia đình vì e ngại sự cố xảy ra trên đường chở về trong mùa mưa lũ

- Mặt khác, việc xây dựng một lò sấy lúa kiểu cố định là rất tốn kém nhưng chỉ sử dụng trong khoảng thời gian trên dưới một tháng Phần lớn thời gian trong năm lò không làm việc, điều này gây lãng phí

Với những thực tế trên, vấn đề mâu thuẫn nảy sinh là càng tăng quy mô

lò sấy lúa cố định ( tăng diện tích đối tượng bất động ) , thì độ thích nghi và tính phổ dụng càng kém Để khắc phục mâu thuẫn kỹ thuật này ta áp dụng “ Bảng các nguyên tắc dùng để giải quyết các mâu thuẫn kỹ thuật “

Từ hàng 6 (diện tích đối tượng bất động ) và cột 35 (độ thích nghi và tính phổ dụng ) Ta có các thủ thuật để khắc phục mâu thuẫn là : 15 và 16

Ứng với :

15 Nguyên tắc linh động

16 Nguyên tắc giải thiếu hoặc thừa

Hệ thống hóa các nguyên tắc cho phù hợp với nhiệm vụ cụ thể

1 Nguyên tắc linh động :

- Ap dụng nguyên tắc thay đổi đặc trưng của đối tượng (đặc trưng cố định lò sấy) cho phù hợp với điều kiện thời tiết mùa mưa lũ và hoàn cảnh kinh

tế của bà con nông dân ở Đồng bằng Sông Cửu Long Thay vì lò sấy lúa cố định

mà lâu nay đang sử dụng ở Đồng bằng Sông Cửu Long, ta cải tiến thành lò sấy lúa di động để áp dụng trong thời gian tới

- Ap dụng nguyên tắc phân đối tượng thành từng phần nhỏ có khả năng dịch chuyển với nhau Thay vì ở lò sấy cố định, sàn sấy được đặt trên những tường xây cố định (cao 0,8m), muốn lúa khô đều phải trộn trở thủ công (bằng tay) Ở lò sấy lúa di động, lúa được cung cấp đều vào một đầu của thùng sấy quay tròn, bên trong thùng có những gân xoắn dẫn hướng, lúa được trộn đều và dẫn đi từ đầu bên này sang đầu bên kia của thùng quay Hơi nóng từ lò (calori fire) được thổi vào thùng quay theo chiều ngược lại đường đi của lúa Khi ra khỏi thùng lúa đã khô và đạt được độ ẩm cần thiết Lò sấy lúa kiểu này gọi là lò sấy lúa “KIỂU THÙNG QUAY”

Để tăng tính cơ động và phù hợp cho từng hộ gia đình, nên thiết kế lò có công suất sấy vừa phải, có thể tự hành trên đường lộ hoặc đặt trên ghe thuyền , kích cỡ tương tự như máy tuốt lúa hoặc có thể dài hơn một ít vì yêu cầu thùng quay phải đủ độ dài cần thiết cho qúa trình sấy Có thể gọi loại máy sấy này là

“MÁY SẤY KIỂU THÙNG QUAY DI ĐỘNG”

2 Nguyên tắc giải thiếu hoặc thừa :

- Máy sấy kiểu thùng quay di động được thiết kế như trên có ưu điểm là gía thành phù hợp với túi tiền của bà con nông dân, có tính năng cơ động và phù hợp cho từng hộ gia đình

- Ngoài mùa sấy lúa bà con nông dân còn có thể sử dụng để sấy các loại nông sản khác như : Nhãn, cau, ngô, đậu Với điều kiện nhiệt cung cấp phải phù hợp với từng loại nông sản

- Nhược điểm của loại máy sấy kiểu thùng quay di động là ở chỗ do ưu tiên cho tính gọn nhẹ, dễ cơ động nên có thể hiệu suất nhiệt sẽ không bằng lò sấy cố định Tuy nhiên, nếu thiết kế đạt được hiệu suất nhiệt bằng hoặc thấp hơn

lò sấy cố định một ít thì đây là loại máy sấy lúa tối ưu dành cho Đồng bằng Sông Cửu Long

B -/- ÁP DỤNG ARIZ ĐỂ GIẢI MỘT BÀI TOÁN:

Thông qua lý thuyết và ALGÔRIT giải các bài toán sáng chế, giúp người giải nắm được cấu trúc của “ Lý thuyết giải các bài toán sáng chế” qua sơ đồ

khối, biết vận dụng các quy luật triết học thành những quy luật cụ thể : “Các

quy luật phát triển của các hệ thống kỹ thuật”, giúp xây dựng cơ chế định

hướng trong tư duy sáng tạo

Thông qua sơ đồ khối ARIZ – 85 và phân tích, hướng dẫn người giải vận

dụng sơ đồ trong quá trình giải bài toán kỹ thuật, làm cho công việc của người