Tìm hiểu bốn mươi nguyên tắc sáng tạo cơ bản

Tìm hiểu bốn mươi nguyên tắc sáng tạo cơ bản

Trang 1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO THẠC S Ĩ CNTT  PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC Đề tài: Tìm Hiểu Bốn Mươi Nguyên Tắc Sáng Tạo Cơ Bản Giảng viên: GS. TS KH. HOÀNG VĂN KIẾM Học viên thực hiện: Nguyễn Tấn Công Mã số học viên: 1211007 Lớp: Cao học khóa 22 TP. Hồ Chí Minh 12 / 2012 Trang 2 LỜI NÓI ĐẦU Chúng ta đang sống trong một kỉ nguyên của khoa học công nghệ với sự bùng nổ thông tin. Khoa học công nghệ đã trở thành động lực và công cụ thúc đẩy sự tiến bộ của nhân loại. Thông qua hoạt động nghiên cứu, con người không ngừng tìm tòi, sáng tạo ra những sản phẩm mới đáp ứng nhu cầu của xã hội. Phương pháp luận sáng tạo khoa học đóng vai trò định hướng hoạt động sáng tạo của con người cũng vì thế mà trở nên quan trọng. Phương pháp luận sáng tạo khoa học là phần ứng dụng của Khoa học về sáng tạo, bao gồm hệ thống các phương pháp và kỹ năng cụ thể giúp nâng cao năng suất và hiệu quả, qua đó tiến tới điều khiển tư duy sáng tạo của con người. Trong phạm vi bài tiểu luận, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu nội dung cùng một vài dẫn chứng minh họa về những nguyên tắc sáng tạo khoa học cơ bản. Em xin chân thành cảm ơn GS.TSKH Hoàng Kiếm, người đã tận tâm truyền đạt những kiến thức nền tảng cho chúng em trong môn học “Phương nghiên cứu khoa học trong tin học”. Xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô của trường ĐH KHTN cùng các bạn trong lớp đã đóng góp những ý kiến bổ ích, tạo điều kiện để em hoàn thành bài tiểu luận. Trang 3 MỤC LỤC 1. Giới Thiệu Phương Pháp Luận Sáng Tạo 6 2. Giới Thiệu Về Giáo Sư Altshuller 6 I. CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO KHOA HỌC CƠ BẢN 8 1. Nguyên tắc phân nhỏ 8 2. Nguyên tắc tách khỏi đối tượng 10 3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ 11 4. Nguyên tắc phản đối xứng 12 5. Nguyên tắc kết hợp 14 6. Nguyên tắc vạn năng 15 7. Nguyên tắc chứa trong 16 8. Nguyên tắc phản trọng lượng 17 9. Nguyên tắc gay ứng suất sơ bộ 18 10. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ 19 11. Nguyên tắc dự phòng 20 12. Nguyên tắc đẳng thế 21 13. Nguyên tắc đảo ngược 23 14. Nguyên tắc cầu (tròn) hóa 24 15. Nguyên tắc linh động 25 16. Nguyên tắc “thiếu” hoặc “thừa” 27 17. Nguyên tắc chuyển sang chiều khác 28 18. Nguyên tắc sử dụng các dao động cơ học 30 19. Nguyên tắc tác động theo chu kỳ 31 20. Nguyên tắc lien tục tác động có ích 33 21. Nguyên tắc vượt nhanh 34 22. Nguyên tắc biến hại thành lợi 35 23. Nguyên tắc quan hệ phản hồi 37 24. Nguyên tắc sử dụng trung gian 38 25. Nguyên tắc tự phục vụ 39 26. Nguyên tắc sao chép 41 Trang 4 27. Nguyên tắc rẻ thay cho đắc 42 28. Nguyên tắc thay thế sơ đồ cơ học 44 29. Nguyên tắc sử dụng các kết cấu khí và lỏng 46 30. Nguyên tắc sử dụng vỏ dẽo và màng mỏng 48 31. Nguyên tắc sử dụng vật liệu nhiều lỗ 49 32. Nguyên tắc thay đỗi mầu sắc 50 33. Nguyên tắc đồng chất 52 34. Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phần 54 35. Nguyên tắc thay đổi thông số hóa lý của đối tượng 56 36. Nguyên tắc sử dụng chuyển pha 58 37. Nguyên tắc sử dụng nở nhiệt 60 38. Nguyên tắc sử dụng chất ôxy hóa mạnh 61 39. Nguyên tắc thay đổi độ trơ 62 40. Nguyên tắc sử dụng các vật liệu hôp thành (composite) 63 II. NHẬN XÉT 65 Trang 5 Trang 6 GIỚI THIỆU NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO CỦA ALSHULLER 1. Giới Thiệu Phương Pháp Luận Sáng Tạo Ngắn gọn, "PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO" (Creativity Methodologies) là môn khoa học có mục đích xây dựng và trang bị hệ thống các phương pháp, kỹ năng thực hành tiên tiến về suy nghĩ để giải quyết vấn đề và ra quyết định một cách sáng tạo. "PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO" là phần ứng dụng của khoa học rộng lớn hơn, mới hình thành và phát triển trong thời gian gần đây : KHOA HỌC SÁNG TẠO (Creatology). Theo các nhà nghiên cứu, khoa học này ứng với "làn sóng thứ tư" trong quá trình phát triển của loài người, sau nông nghiệp, công nghiệp và tin học. Làn sóng thứ tư ứng với Creatology (hay còn gọi là thời đại hậu tin học) chính là sự nhấn mạnh vai trò chủ thể tư duy sáng tạo của loài người trong thế kỷ XXI. Phương pháp luận sáng tạo (“TRIZ”) gồm 40 thuật sáng tạo và các quy luật phát triển khách quan thuộc TRIZ. Tuy vậy, TRIZ không phải là lời giải cho những bài toán hóc búa hay một dạng toán học cao cấp như nhiều người hình dung mà được dành cho tất cả mọi người và hướng đến giải quyết vấn đề trong thực tế. Phương pháp luận sáng tạo giúp người t a nhanh chóng tìm ra con đường ngắn nhất để đạt được mục đích dựa trên các quy luật phát triển của tư duy và khoa học. 2. Giới Thiệu Về Giáo Sư Altshuller Tác giả của TRIZ là G.S. Altshuller, một người Nga gốc Do Thái. Ông đã nghiên cứu và bắt đầu xây dựng lý thuyết giải các bài toán sáng chế từ năm 1946. Năm 1986 ông cộng tác với Hiệp hội toàn liên bang của các nhà sáng chế và hợp lý hoá thành lập Phòng thí nghiệm nghiên cứu và áp dụng các phương pháp sáng chế và Học viện công cộng về sáng tạo sáng chế năm 1971. Trang 7 Sau khi Liên Xô sụp đổ, TRIZ được Phương Tây biết đến muộn màng nhưng được đón nhận và ứng dụng nhanh chóng và sâu sắc bởi vì TRIZ không chỉ có nhiều ưư điểm so với các phương pháp sáng tạo và đổi mới đã biết mà còn bởi vì tính khoa học của phương pháp này, đặc biệt ý tướng về khoa học hoá quá trình tư duy giải quyết vấn đề và ra quyết định. Người Mỹ du nhập TRIZ từ năm 1991. Họ nhận thấy cơ hội tăng vị thế cạnh tranh của M ỹ trên nền kinh tế toàn cầu dựa trên tri thức đang xuất hiện bằng việc ứng dụng công nghệ sáng tạo mang tính cách mạng TRIZ vào nước Mỹ. Kết quả, chỉ chưa đầy 10 năm họ đã làm được nhiều việc như: đi học TRIZ, lôi kéo các chuyên gia TRIZ của Liên Xô sang Mỹ, dịch các sách TRIZ từ tiếng Nga sang tiếng Anh Hiện nay khá nhiều các công ty, tổ chức danh tiếng sử dụng TRIZ để giải quyết các vấn đề của mình như: 3M, General M otors, Samsung, Intel, Kodak, Motorola TRIZ còn được đưa vào giảng dạy, đào tại tại nhiều trường đại học danh tiếng của Mỹ; một số nước châu Âu, và gần đây một số quốc gia ở châu Á, như Nhật, Singapore, Hàn quốc, Trung Quốc, cũng nhập cuộc. Trên rất nhiều tài liệu, báo chí, sách vở dùng nhiều các từ như sáng tạo (creativity - tiếng Anh) hay là đổi mới (innovation) hoặc vấn đề hay bài toán (problem) nhưng với ý nghĩa các ý nghĩa khác nhau. Trong TRIZ các khái niệm này được định nghĩa cụ thể để dễ thông hiểu, trao đổi và đánh giá. Trang 8 I. CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO KHOA HỌC CƠ BẢN 1. Nguyên tắc phân nhỏ Nội dung - Chia đối tượng thành các phần độc lập. - Làm đối tượng trở nên tháo lắp được. - Tăng mức độ phân nhỏ của đối tượng. Nhận xét - Thủ thuật này thường dùng trong những trường hợp khó làm "trọn gói", "nguyên khối", "một lần". Nói cách khác, phân nhỏ ra cho vừa sức, cho dễ thực hiện, cho phù hợp với những phương tiện hiện có - Phân nhỏ đặc biệt hay dùng trong những trường hợp cần có bề mặt tiếp xúc lớn như trong các phản ứng hoá học, tạo sự cháy nổ, trao đổi nhiệt, trao đổi nhiệt. - Tháo lắp làm cho đối tượng trở nên nhỏ gọn, thuận tiện cho việc chuyên chở, xếp đặt và khả năng thay thế từng bộ phận đối tượng, kể cả việc mở rộng chức năng của từng bộ phận đó. Ví dụ minh họa - Tàu ngầm lớp Kilo được đưa vào phục vụ trong Hải quân Nga vào đầu những năm 1980. Nó được thiết kế bởi Cục Thiết kế Hàng hải Trung ương Rubin tại St Petersburg. - Tàu ngầm gồm 6 khoang chống nước được ngăn cách nhau bởi những vách ngăn trong một lớp vỏ kép chịu áp lực cao. - Thiết kế này có thể tăng khả năng sống sót cho thủy thủ đoàn: khi một khoang thường hay 2 buồng chứa nước kề nhau bị ngập thì tàu vẫn hoạt động được. Trang 9 (Hình 1: Hệ thống khoang vách ngăn phân nhỏ tránh chìm tàu) Trang 10 2. Nguyên tắc tách khỏi đối tượng Nội dung - Tách phần gây "phiền phức" (tính chất "phiền phức") hay ngược lại, tách phần duy nhất "cần thiết" (tính chất "cần thiết") ra khỏi đối tượng. Nhận xét - Đối tượng, thông thường, có nhiều thành phần (tính chất, khía cạnh, chức năng…), trong khi đó, người ta chỉ thực sự cần 1 trong những số đó. Vậy không nên dùng cả đối tượng vì sẽ tốn thêm chi phí hoặc vận chuyển không thuận tiện. Phải nghĩ cách tách cái cần thiết ra để sử dụng riêng. - Tương tự như vậy đối với phần gây phiền phức, để khắc phục nhược điểm có trong đối tượng. - Nguyên tắc tách khỏi hay dùng với các nguyên tắc: 1. Phân nhỏ, 3. Phẩm chất cục bộ, 5. Kết hợp, 6. Vạn năng, 15. Linh động… Ví dụ minh họa - Ngày nay học sinh rất ưu chuộng sử dụng bút chì bấm hơn loại gổ xưa kia. Phần ruột bút chì được tách khỏi bút. Sau khi sử dụng hết người dung dể dàng thay ruột chì tránh phải gọt như nhưng bút chì bằng gổ. (Hình 2: Bút chì bấm tách ruột chì ra khỏi thân bút) [...]... quả, tiết kiệm, thời gian, tăng tính tư ơng hợp, độ bền , tuổi thọ - Nguy ên t ắc này hay dùng với các thủ thuật khác như 1- nguyên tắc phân nhỏ, 2- nguyên tắc tách khỏi, 3 -nguyên tắc phẩm chất cục bộ, 5- nguyên tắc kết hợp, 6nguyên tắc vạn năng, 15- nguyên tắc linh động, 25 -nguyên tắc tự phục vụ Ví dụ minh họa - Tính toán lư ới (grid computing) ra đời xuất phát từ nhu cầu t ính toán của con người Ngày... mới m à trước đây chưa có như : gọn hơn, tăng độ an toàn, bền vữ ng, tiết kiệm n ăng lư ợng, linh động hơn - Nguyên tắc "chứa trong" hay dùng với các nguyên t ắc 1 nguyên t ắc phân nhỏ, 2 nguyên tắc "t ách khỏi", 5 nguyên tắc kết hợp, 6 Nguyên tắc vạn năng, 12 nguyân tắc đẳng thế, 20 .nguyên tắc liên tục tác động có ích Ví dụ minh họa - Loài chim gõ kiến thư ờng dung mỏ như cái đục để khoét lỗ trên... với 1 Nguyên tắc phân nhỏ, 3 Nguyên tắc phẩm chất cục bộ Ví dụ minh họa - Ngày nay những ch iếc điện thoại đư ợc tích hợp đa chức n ăng, cho phép sử dụng cùng một lúc dùng các dịch vụ khác nhau Ví dụ như bạn có thể xem phim trong khi gọi, trả lời điện thoại hoặc nhắn tin, xem phim, nghe nhạc, chụp ảnh, đò tìm bản đồ, nghe radio, chơi game… (Hình 5: Mẫu điện thoại đa chức năng) Trang 14 6 Nguyên tắc. .. năng là trường hợp riêng của nguyên tắc kết hợp: kết hợp về mặt chức năng trên cùng một đối tượng - Nguy ên t ắc vạn năng còn đư ợc dùng với m ục đích tăng mức độ tận dụng các nguồn dự trữ có trong đối tượng, do vậy, tiết kiệm được vật liệu, không gian, th ời gian, năng lượng - Nguy ên t ắc vạn năng thường hay dùng với nguyên tắc 20 Nguyên tắc liên tục tác động có ích - Nguyên tắc vạn năng đóng vai trò... của chúng t a lên” Trang 12 (Hình 4: Áp dụng nguyên tắc phản đối x ứng trong đòn bảy) Trang 13 5 Nguyên tắc kết hợp Nội dung - Kết hợp các đối tượng đồng nhất hoặc các đối tượng dùng cho các hoạt động kế cận - Kết hợp về mặt thời gian các hoạt động đồ ng nhất hoặc k ế c ận Nhận xét - "Kế cận", không nên chỉ hiểu gần nhau về mặt vị trí hay chức năng, m à nên hiểu là có quan hệ với nhau, bổ xung cho nhau... dụng hiểu quả các tầng vô quyến ) Trang 29 18 Nguyên tắc sử dụng các dao động cơ học Nội dung - Làm đối tượng dao động Nếu đã có dao động, tăng t ầng số dao động ( đến tầng số siêu âm) - Sử dụng tầng số cộng hưởng, thay vì dùng các bộ rung cơ học, dùng các bộ rung áp điện, Sử dụng siêu âm kết hợp với trường điện từ Nhận xét - Thủ thuật này liên quan trự c tiếp đến việc sử dụng kiến thứ c Dao động cơ. .. Chính vì thế, cặp đôi sáng tạo này đã t ìm cách biến một chiếc xe buýt 2 tầng thành một ngôi nhà di động thật đặc biệt (Hình 6: Ngôi nhà di động trên xe tải) Trang 15 7 Nguyên tắc chứa trong Nội dung - Một đối tư ợng đư ợc đặt bên trong đối tượng khác và bản thân nó lại chứa đối tượng thứ ba - Một đối tư ợng chuyển động xuyên suốt bên trong đối tư ợng khác Nhận xét - "Chứ a trong" cần hiểu theo nghiã rộng,... cho đối tượng, ví dụ, việc hạ nhiệt độ thật nhanh đư ợc áp dụng cho các quá trình tôi luy ện hay để chế t ạo các chất vô định hình - Nguyên tắc "vượt nhanh" thư ờng hay dùng với các thủ thuật như 19 nguyên tắc tác động theo chu kỳ, 28- Thay thế sơ đồ cơ học, 34- N guyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phần, 36- Sử dụng chuyển pha Ví dụ minh họa - Đối với các dịch vụ chuyển phát bưu phẩm bình thường thì... được; 2) Giải bài toán dễ hơn (có thể đưa bài toán về trường hợp đặc biệt) để qua đó tìm đư ợc nhữ ng gợi ý có giá trị, giúp giải chính bài toán cho trư ớc - Giải "thiếu", giải "thừ a" trong nhiều trư ờng hợp làm đối tượng có thêm những tính chất mới, trư ớc đây chưa có - Nguyên tắc này hay thực hiện với 10 Nguyên tắc thực hiện sơ bộ Ví dụ minh họa - Hằng năm công nhân nông nghiệp đều phải tỉa cắt... hợp với tẩy) - "Kết hợp" cần hiểu theo nghiã rộng, không đơn thuần cộng thêm (kiểu số học) hay gắn thêm (kiểu cơ học), m à còn được hiểu chuyển giao, đưa vào những ý tưởng, tính chất, chứ c năng từ những lĩnh vực hoặc nhữ ng đối tượng khác - Đối tượng mới, tạo nên do sự kết hợp, ,thường có những tính chất, khả năng mà từng đối tượng riêng rẽ trư ớc đây chưa có điều này có nguyên nhân sâu xa là lư ợng . KHOA HỌC CƠ BẢN 8 1. Nguyên tắc phân nhỏ 8 2. Nguyên tắc tách khỏi đối tượng 10 3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ 11 4. Nguyên tắc phản đối xứng 12 5. Nguyên tắc kết hợp 14 6. Nguyên tắc vạn. - Nguyên tắc "chứa trong" hay dùng với các nguyên tắc 1. nguyên tắc phân nhỏ, 2. nguyên tắc "tách khỏi", 5. nguyên tắc kết hợp, 6. Nguyên tắc vạn năng, 12. nguyân tắc. 13. Nguyên tắc đảo ngược 23 14. Nguyên tắc cầu (tròn) hóa 24 15. Nguyên tắc linh động 25 16. Nguyên tắc “thiếu” hoặc “thừa” 27 17. Nguyên tắc chuyển sang chiều khác 28 18. Nguyên tắc sử