Эвристические методы. Выбор прототипа и составление списка требований. Двойная прямая атака

Метод проб и ошибок

Синтез вариантов

Ранее и до настоящего времени большая часть нестандартных задач решалась человеком на интуитивном уровне. Это МЕТОД ПРОБ ИОШИБОК : последовательное выдвижение и рассмотрение идей. Человек сталкивается с проблемой, многократно мысленно ищет ответ, перебирает варианты и, наконец, находит решение. Десятки, сотни, тысячи попыток на протяжении дней, недель, лет. В конце концов, в большинстве случаев решение находится.

Главный недостаток метода проб и ошибок - это, во-первых, медленное генерирование новых идей, а во-вторых, отсутствие защиты от психологической инерции, то есть выдвижение идей тривиальных, обыденных, неоригинальных.

Следующим шагом в совершенствовании технологии явился переход к направленным методам поиска решений, которые базируются: на раскрытии и описании процесса решения; на представлении его в виде некоторого эвристического алгоритма. Направленность эвристических методов - раскачать мышление, помочь по-новому увидеть задачу, преодолеть стереотипы.

Метод эвристических приемов позволяет не только соединять по-новому известные части, но и изобретать новые. Метод эвристических приемов возник на основе метода "проб и ошибок", то есть метода, которым в большинстве случаев пользовались для того, чтобы что-то улучшить. А улучшали либо путем логического анализа недостатков поставленной задачи, либо перенесением и приспособлением аналогичного решения задачи в природе или в другой области знаний, либо в результате случайных изменений.

При успешном решении какой-либо творческой задачи, человек получает два результата: это само решение поставленной задачи и методический опыт, т.е. уяснение процесса решения данной конкретной задачи. Но проблема заключается в том, что решение одной задачи нельзя просто перенести на решение другой. Поэтому только после решения определенного числа задач у человека появлялся набор правил, указаний или приемов решения той или иной задачи.

Такие методические правила называют эвристическими приемами. Эвристический прием - краткое правило или указание. В эвристическом приеме содержится краткое предписание или указание, как преобразовать указанный прототип или в каком направлении нужно искать, чтобы получить искомое решение. Эвристический прием содержит подсказку, но он не гарантирует нахождения решения.

Сложность использования эвристических приемов состоит в том, что не любой человек может видеть задачу в целом, то есть, не обладает системным подходом к решению задач. Причем необходимость в таком подходе возрастает с увеличением сложности задачи. Это приводит к тому, что человек не может применить эвристический прием к конкретной задаче и не понимает о чем идет речь. Различным людям требуется приложить различные усилия, чтобы догадаться о том, как применить эвристический прием и получить решение задачи. Но перед решением задачи должны быть описаны и уяснены критерии, по которым будет оцениваться полученное решение. Это поможет отбросить ненужные решения при использовании эвристических приемов и понять, в каком направлении следует двигаться, чтобы прийти к решению.

Итак, у каждого человека, занимающегося созданием программ, со временем накапливается опыт, и появляются способы решения разнообразных задач. Причем с увеличением опыта в этих способах увеличивается доля системного подхода. То есть со временем человек получает такой способ, который становится применимым для решения большего числа задач, чем было раньше.

Постепенно у специалиста накапливается фонд таких практических приемов.

Наибольшее количество эвристических приемов как раз и ориентировано на преодоление противоречий. Противоречие в задаче - ситуация, требующая одновременного улучшения двух противоречивых показателей качества, и совмещения казалось бы несовместимых требований. Ряд приемов просто способствует активизации мышления.

Первое, что приходит в голову в ситуации с противоречиями - найти наилучшее соотношение между показателями. Если потенциальные возможности структуры объекта велики, то на этом пути иногда удается получить приемлемые значения всех показателей. Однако удается это не всегда.

Следующий, естественный для человека, шаг в ситуации, когда потенциальные возможности структуры недостаточны и компромисс оказывается неприемлемым, - перейти к новой структуре с большими потенциями, обеспечивающими достижение приемлемых значений конкурирующих показателей качества.

Однако предпочтительным является иной вариант действий. Как показывает опыт, во многих ситуациях содержатся скрытые ресурсы, использование которых позволяет кардинальным образом разрешить противоречие. Такими скрытыми, во многих случаях, являются три вида ресурсов: временные, пространственные и "бросовые". К "бросовым" мы относим ресурсы, имеющиеся в системе (но, как правило, не считающиеся ресурсом, по крайней мере, в рамках решаемой задачи), использование которых не связано с какими-то дополнительными затратами.

Наиболее продуктивные способы разрешения противоречий - разнесение их во времени, пространстве или использование "бросовых" ресурсов. Эти общие рекомендации могут иметь различную трактовку в конкретных ситуациях.

Контрольная работа

«Эвристические методы, их общая характеристика»

Введение

Всякая продуктивная деятельность человека, в сущности, является творчеством. Но, в зависимости от объёма и глубины знаний, накопленного опыта, интуиции уровень творчества различен. Изобретательское мастерство во многом определяется умением видеть тенденции развития техники.

Если все известные методы решения творческих задач разделить по признаку доминирования логических эвристических (интуитивных) процедур и соответствующих им правил деятельности, то можно выделить две большие группы методов:

а) логические методы – это методы, в которых преобладают логические правила анализа, сравнения, обобщения, классификации, индукции, дедукции и т.д.;

б) эвристические методы.

Для того чтобы разобраться более глубоко в том, что понимать под эвристическими методами, следует обратить внимание на то, что метод словесно можно представить в виде некоторой системы правил, то есть описания того, как нужно действовать и что нужно делать в процессе решения задач определенного класса. Из разнообразного набора правил деятельности в решении задач принципиально можно выделить два больших класса предписаний: алгоритмы или алгоритмические предписания и эвристики – эвристические предписания. Если алгоритмы жестко детерминируют наши действия и гарантируют в случае их точного выполнения достижение успеха в решении соответствующего типа задач, то эвристики и эвристические предписания лишь задают стратегии и тактике наиболее вероятное направление поиска идеи решения, но не гарантируют успеха решения.

Итак, что же следует понимать под эвристическими методами?

Эвристические методы – это система принципов и правил, которые задают наиболее вероятностные стратегии и тактики деятельности решающего, стимулирующие его интуитивное мышление в процессе решения, генерирование новых идей и на этой основе существенно повышающие эффективность решения определенного класса творческих задач.

Цель данной работы – дать подробную характеристику эвристическим подходам в управлении и, согласно теме работы, рассмотреть понятия «эвристика» и «эвристические методы».

1. Понятие «эвристика» и «эвристический метод»

Термин «эвристика» происходит от греческого heuresko – отыскиваю, открываю. В настоящее время используется несколько значений этого термина. Эвристика может пониматься как:

1) научно-прикладная дисциплина, изучающая творческую деятельность (в то же время следует признать, что основателей теории и общепринятых основных положений не существует);

2) приемы решения проблемных (творческих, нестандартных, креативных) задач в условиях неопределенности, которые обычно противопоставляются формальным методам решения, опирающимся, например, на точные математические алгоритмы;

3) метод обучения;

4) один из способов создания компьютерных программ.

В одних источниках указывается, что понятие «эвристика» впервые появилось в трудах греческого математика Паппа Александрийского, жившего во второй половине III века нашей эры, в других приоритет первого упоминания отдается трудам Аристотеля.

В своих исследованиях природы научных открытий, Имре Лакатос (1922–1974) ввел понятия позитивной и отрицательной эвристик. В рамках научной школы некоторые правила предписывают, какими путями следовать в ходе дальнейших рассуждений. Эти правила и образуют позитивную эвристику. Другие же правила говорят, каких путей следует избегать. Это – отрицательная эвристика.

Все же основой эвристики является психология, особенно тот ее раздел, который получил название психологии творческого или продуктивного мышления. Например, использование эвристических методов технического творчества (прямая и обратная мозговая атака, метод эвристических приемов и метод морфологического анализа и синтеза) в компьютерной инженерии позволяют развить творческое воображение и способности учащихся сделать первые шаги к изобретательству – созданию новых технических решений. Эвристические приемы как готовые схемы действия составляют объект эвристической логики, а реальный процесс эвристической деятельности – объект психологии. Но если эвристические приемы могут быть представлены в виде определенной логической схемы, т.е. могут быть описаны математическим языком, то эвристическая деятельность на современном этапе развития науки не имеет своего математического выражения.

В эвристике как молодой, развивающейся науке не все понятия достаточно четко определены. Это, прежде всего, относится к понятию «эвристический метод». Многие исследователи понимают под ним определенный эффективный, но недостаточно надежный способ решения задач. Он позволяет ограничивать перебор вариантов решения, т.е. сокращать число вариантов, изучаемых перед тем, как выбрать окончательное решение. Понятно, что это определение понятия «эвристический метод» не может быть признано удовлетворительным, так как в нем представлена лишь внешняя характеристика явления, но не раскрыты существенные его черты.

Впервые учение об эвристических методах разработано и введено в практику Сократом. Подобные процедуры – в виде диспутов – были широко распространены в средневековых университетах. Построение диспутов осуществлялось в соответствии с выработанными нормативами, которые были творчески переосмыслены в XX столетии. Так, например, они легли в основу проекта В.С. Библера «Школа диалога культур».

Чтобы раскрыть существо этого понятия, необходимо иметь в виду, что сам термин «эвристический» применим к явлениям двоякого рода. Во-первых, можно рассмотреть как эвристическую деятельность человека, которая приводит к решению сложной, нестандартной задачи, во-вторых, эвристическими можно считать и специфические приемы, которые человек сформировал у себя в ходе решения одних задач и более или менее сознательно переносит на решение других задач.

К эвристическимследует причислить методы, не имеющие предписывающего значения, как в случае с использованием алгоритмических методов. Характерным свойством эвристических методов является их ориентация на объяснение и понимание происходящих событий. В силу этого обстоятельства необходимость в применении эвристических методов приходится на ранние этапы в динамике научно-исследовательского цикла, тогда как сфера действия алгоритмических методов охватывает его заключительные этапы. Эвристический метод позволяет предоставить больше самостоятельности и творческого поиска.

2. Характеристика эвристического метода

Впервые учение об эвристических методах разработано и введено в практику Сократом. Известно, что межотраслевой фонд эвристических приемов насчитывает около 200 проверенных мировым опытом рекомендаций по совершенствованию известных или синтезу новых проектных решений. Использование этих методов и приемов помогают решать самые различные проблемные задачи, возникающие в человеческой деятельности.

Эвристические методы обеспечивают выявление, обработку и упорядочение системы закономерностей, механизмов и методологических средств конструирования нового задания и целеустремленных способов деятельности на основе обобщения прежнего опыта и опережающего отражения моделей будущего с целью решения поставленной задачи наиболее эффективно.

Система эвристических методов решения задач, как и знаний, вообще, является системой открытого типа, т.е. с развитием науки и техники будут появляться все новые и новые эвристические методы.

Процесс решения задач с помощью метода эвристических приемов состоит из 5 последовательных этапов:

1. Постановка задачи технического творчества.

2. Выбор подходящих приемов на основе анализа недостатков и дефектов прототипа (прототип – наиболее близкий по технической сущности (по смыслу) и по достигаемому эффекту аналог (устройство, способ, вещество, штамм) предполагаемого изобретения) и противоречий его развития.

3. Преобразование прототипа с помощью выбранных приемов и формирование нескольких новых технических решений.

4. Анализ новых технических решений относительно осуществимости и степени эффективности использования.

5. Работу этапов 2 – 4 выполняют, выбирая другие прототипы.

Наибольший эффект при эвристическом обучении дают задачи предполагающие открытие новых причинно-следственных связей, закономерностей, общих признаков решения целого класса задач, в основе которых лежат еще не известные субъекту отношения между определенными компонентами исследуемых конкретных ситуаций. Наиболее выразительной формой эвристического метода является эвристическая беседа, состоящая из серии взаимосвязанных вопросов, каждый из которых служит шагом на пути решения проблемы, и которые требуют осуществления небольшого поиска.

Итак, попробуем последовательно раскрыть эвристические методы, которые могут быть широко применены в творческой деятельности менеджера.

1) Метод «мозгового штурма»

Метод и термин «мозговой штурм», или «мозговая атака» предложены американским ученым А.Ф. Осборном.

Эвристический диалог «мозговой атаки» базируется на ряде психологических и педагогических закономерностей.

Основные принципы и правила этого метода – абсолютный запрет критики предложенных участниками идей, а также поощрение всевозможных реплик, шуток. Более подробно рассмотрим его в следующей главе.

2) Метод коллективного поиска оригинальных идей базируется на следующих психолого-педагогических закономерностях и соответствующих им принципах.

Первая закономерность и соответствующий ей принцип сотворчества в процессе решения творческой задачи. Руководитель группы, опираясь на демократический стиль общения, поощряя фантазию, неожиданные ассоциации, стимулирует зарождение оригинальных идей и выступает как их соавтор. И чем более развиты способности руководителя к сотрудничеству и сотворчеству, тем эффективнее, при прочих равных условиях, решение творческой задачи.

На современном этапе развития общества социальный заказ, стоящий перед школой и сформулированный в Законе “Об образовании” и в Концепции модернизации российского образования до 2010 года, ставит основной задачей формирование творчески активной личности, способной адаптироваться в современных меняющихся условиях. При этом отмечается, что содержание образования должно быть ориентировано на обеспечение самоопределения личности, создания условий для ее самореализации.

Данная стратегия с акцентом на личностно-ориентированную парадигму образования требует от педагога неизбежного перехода к активному использованию методов, пробуждающих поисковую деятельность обучающихся, формирующих основы осознанного усвоения знаний, обеспечивающих творческое их осмысление.

Л.С. Выготский дает следующее определение творческой деятельности: “Творческой деятельностью мы называем такую деятельность человека, которая создает нечто новое, все равно, будет ли это созданное творческой деятельностью какой-нибудь вещью внешнего мира или известным построением ума или чувства, живущем и обнаруживающимся только в самом человеке” . И далее: “Всякая такая деятельность, результатом которой является не воспроизведение бывших в его опыте впечатлений или действий, а создание новых образов или действий, и будет принадлежать к роду творческого или комбинирующего поведения” .

По мнению И.Я. Лернера и М.Н. Скаткина, значение творческой деятельности в школе трудно переоценить. “Она есть та наиболее сложная форма сознательного и целенаправленного труда, в процессе которого в сознании человека отражаются объективно новые закономерности реального мира или предвидятся объективно новые изменения предметов и явлений природы или общественной жизни” .

Д.Б. Богоявленская выделяет воспитательный аспект данного вопроса: “Системный подход в исследовании творчества представляется нам важным не только и даже не столько в теоретическом отношении, сколько в плане чисто практическом – воспитательном. Мы имеем в виду проблему формирования всесторонне развитой личности, развитой не только познавательно и интеллектуально, но и нравственно-эстетически, духовно богатой и творчески окрыленной” .

По мнению В.А. Хуторского, обучение и развитие человека связаны с его творчеством: развивается лишь тот, кто создает и творит новое (для себя или для других), кто выходит за рамки предопределенного, реализует потенциальные возможности своего внутреннего мира . Специалисты в области педагогической психологии утверждают, что информация становится знанием лишь тогда, когда вступает в контакт с прежним опытом человека.

Как считает Ж. Годфруа, “потребность в исследовании окружающего мира – врожденное свойство, лежащее в основе многих форм поведения… У человека эта потребность в исследовании очень быстро перерастает в когнитивные потребности в информации и знаниях. Удовлетворение такой потребности тесно связано с развитием чувства самоуважения” . Если исходить из теории иерархии потребностей личности А. Маслоу , творчество дает возможность человеку удовлетворить потребности наиболее высокого уровня – когнитивные и эстетические, а также потребность в самореализации.

В то же время в педагогической литературе, в средствах массовой информации регулярно высказывается мнение о том, что учащиеся не готовы действовать в условиях, предъявляющих повышенные требования к применению имеющихся знаний и навыков, оценить различные методы решения задач, предвидеть возможные трудности, связанные с их использованием, что общий традиционный подход в школе тормозит развитие индивидуальных способностей учащихся.

Для исследования сложившегося положения нами был проведен опрос учителей об оценке креативных качеств их учеников по методике, описанной Е.Е. Туник . В результате были получены следующие данные: 0,8% учеников оцениваются учителями как имеющие очень высокий и 11,1% – высокий уровень креативности, 30,2% отнесены к категории учеников со средним уровнем, соответственно 23,8% и 34,3% характеризуются учителями как имеющие низкий и очень низкий уровень креативных качеств.

Изучив научно-педагогическую литературу, мнение практикующих педагогов, анализируя существующие учебно-методические материалы, мы пришли к следующему выводу: формирование творческих способностей обучающихся происходит в школе на недостаточном уровне в основном из-за злоупотребления репродуктивными методами или из-за попыток перейти от репродуктивной деятельности непосредственно к творческой, минуя фазу формирования приемов эвристической деятельности.

Напомним определение понятия “прием”.

ПРИЕМ (в пед.) – 1) относительно законченный элемент воспитательной технологии, зафиксированный в общей или дидактической педагогической культуре; способ педагогических действий в определенных условиях; 2) элемент метода, его составная часть, отдельный шаг в реализации метода .

Понятие эвристического приема, как уже отмечалось выше, однозначного определения не имеет. Под понятием “эвристический прием” мы будем понимать: 1) элемент эвристического метода, 2) преобразующее действие, позволяющее составить алгоритм решения проблемной задачи.

Следует отметить, что в литературе, посвященной психологии творчества, педагогике творческого развития, описано достаточно большое количество эвристических приемов, близких по содержанию и даже перекликающихся по названию.

Наиболее четко структурирована база эвристических приемов, используемых в техническом творчестве. Основу инженерного творчества составляет межотраслевой фонд эвристических приемов . Достаточно четко описана система эвристических приемов, применяемых в теории решения изобретательских задач (ТРИЗ), разработанной Г.С. Альшуллером.

Эвристические приемы составляют основу творческого решения любой проблемы. Например, С.Баррет приводит приемы, формулируя их в виде опросника для стимуляции творческого мышления (Табл. 1).

Таблица 1

Название приема	Формулировка приема в виде вопроса
Замена	Что можно использовать вместо этого?
Добавление	Что можно добавить?
Адаптация	Как можно приспособить к вашим условиям или цели?
Изменение	Как можно изменить цвет и форму
Увеличение	Можно ли сделать эту вещь больше, крепче или толще?
Уменьшение	Можно ли сделать эту вещь меньше, легче или короче?
Другое применение	Для чего еще можно использовать?
Перемещение	Что можно повернуть или сдвинуть относительно исходного положения?
Реконструкция	Как можно изменить схему, конструкцию или последовательность работы?

В психологической литературе приемы творческого воображения выражаются и в более общем виде: склеивание (агглютинация); аналогия; преувеличение и преуменьшение; акцентирование; типизация.

В педагогической литературе, в особенности, литературе, посвященной методике обучения решению математических задач, встречаются попытки как описания эвристических приемов, так и составления развернутых эвристических предписаний.

Д. Пойа дает справку о том, что еще Папп Александрийский выделил как минимум два приема – регрессивное и прогрессивное рассуждение, т.е. решение задачи от конца (цели) к началу (данным) либо наоборот .

Г.И. Саранцев также описывает эвристические приемы в решении математических задач: “В поиске способа обоснования утверждения и открытии закономерностей используются общие эвристические приемы: аналогии, обобщение, прием элементарных задач, прием рассмотрения предельного случая, прием вспомогательной фигуры и т.п.” . Им выделяется также прием представления задачи в пространстве состояний. Практическая реализация идеи осуществляется продвижением в двух направлениях: от начального состояния к целевому и от целевого к начальному.

Л.М. Фридман приводит такие приемы решения математических задач, как: сведение задачи к ранее решенной, замена переменных, достраивание, прием дополнения, замена уравнения или неравенства равносильным ему, переформулировка.

Г.Д. Балк и М.Б. Балк рассматривают следующий перечень эвристических приемов:

• переформулировка задачи, т.е замена ее равносильной, но более простой задачей;
• привести контрпример (для задач на доказательство);
• произвести проверку по размерности;
• найти сходную задачу из ранее решенных;
• сформулировать какую-нибудь частную вспомогательную задачу (“подзадачу”);
• индукция (лат; – наведение); рассмотрение частных случаев “наводит” на решение задачи в общем случае;
• сформулировать более простую задачу;
• найти закономерность;
• умозаключение по аналогии;
• прием “малых шевелений”; для задач, в которых требуется выбрать из некоторого множества фигур ту, которая является наилучшей; берем произвольную фигуру и пытаемся малыми шевелениями ее улучшить, т.е. из нескольких ее свойств изменяем только одно, стараясь сохранить остальные;
• использовать непрерывность (для задач на оценку);
• обратиться к предельному случаю; рассмотреть вспомогательную задачу, у которой условие или какие-то данные получаются из условия или данных исходной задачи путем предельного перехода;
• перевести задачу с одного языка на другой; например, с языка геометрии на язык алгебры или физики;
• ввести вспомогательную фигуру (вспомогательные неизвестные).

Общепринято при рассмотрении вопроса о характере эвристических приемов решения математических задач обращаться к Д. Пойа , который перечислил все основные базовые эвристики в виде советов-описаний. Любопытна также система эвристических приемов В.А. Уфнаровского .

Нами была сделана попытка обобщения описанных в различной литературе наборов эвристических приемов, в результате чего был сделан следующий вывод: следует выделить 6 общих эвристических приемов (акцентуация, варьирование объекта, трансляция, реверсия, индукция, варьирование среды), которые в свою очередь следует разбить на специальные (предметные) эвристические приемы, отражающие специфику сферы деятельности, в которой решается проблемная задача. Последние в свою очередь подразделяются на частные (тематические) приемы, которые применяются для решения определенного круга задач, могут обобщаться в специальные методы, алгоритмы.

Опишем общие эвристические приемы, дав им методологическую характеристику и показав, каким образом они используются в различных систематиках (Табл. 2).

Таблица 2
Приемы творческого решения проблемы

Прием	Характеристика	Варианты в различных систематиках
Акцентуация	Заключается в выделении из совокупности объектов ключевого элемента (группы ключевых элементов) с целью сведения данной проблемы к проблеме более узкой, с меньшей структурой или с меньшим количеством связей.	Выделение подзадачи (задачи внутри задачи, элементарной задачи и т.п.). Выделение ключевого объекта: ключевое слово, ключевая величина, ключевая конструкция (элементарная фигура, выражение и т.п.). Выделение свойств: непрерывность, четность, симметрия, периодичность, инвариант, резервы, противоречия. Выделение структуры: представление пространства состояний, ранжировка, дифференциация, сближение ситуации и цели.
Варьирование объекта	Заключается в изменении одной или нескольких характеристик исходной совокупности элементов или перегруппировки связей внутри этой совокупности	Комбинирование: перестановка, перевертывание, разъединение, перегруппировка, реконструкция, склеивание (агглютинация), добавление вспомогательного элемента (фигуры, неизвестного и т.п.). Трансформация: преобразование формы, преувеличение, преуменьшение, “малые шевеления”, преобразование материала и вещества. Трансфигурация: замена другим объектом, перемещение, адаптация, типизация, предельный переход, расширение (сужение) условий, рассмотрение частного случая.
Трансляция	Заключается в поиске инструментария, позволяющего через установление аналогий перейти к другой проблеме, имеющей более предпочтительный характер (из другой, более близкой области; в силу большей наглядности; имеющей четкий алгоритм решения и т.п.)	Переформулировка. Поиск сходной задачи (с тем же неизвестным, с аналогичным неизвестным, с другим неизвестным). Поиск другого применения. Перевод с одного языка на другой. Формализация текста в модель.
Реверсия	Основана на поиске в противоположном направлении (от заключения к условию), приводящем к заданному условию или же к обнаружению противоречий.	Доказательство “от противного”. Поиск контрпримера. Движение от конца к началу. Критика очевидных решений.
Индукция	Представляет собой динамическое действие, требующее расширения совокупности элементов, составляющих проблему, и установления закономерности внутри новой совокупности.	Переход от части к целому. Поиск более сильного или более слабого утверждения. Обобщение.
Варьирование среды	Заключается в изменении условий, окружающих данную совокупность элементов, в результате чего должны перестуктурироваться связи внутри этой системы.	Решение проблемы обходным путем. Преобразование во времени и в пространстве. Преобразования движения и силы; Включение в другую структуру.

Представим систему эвристических приемов в виде следующей схемы (Табл. 3), здесь специальные эвристические приемы рассмотрены на примере приемов решения математических задач)

Таким образом, для полноценного формирования основ творческой деятельности у учащихся педагогу необходимо вооружить их эвристическими приемами. Эвристические приемы можно выделить общие, специальные и частные. При изучении учебного материала после формирования базовых знаний, умений и навыков необходимо провести работу по решению проблемных задач, требующих применения эвристических приемов.

Литература

1. Андреев В.И. Эвристическое программирование учебно-исследовательской деятельности: Метод. пособие. – М.: Высш. школа, 1981. – 240 с.
2. Балк М.Б., Балк Г.Д. Поиск решения: Научно-популярная литература. – М.: Дет. лит., 1983. – 143 с.
3. Баррет С. Тайны мозга: как развить свои умственные способности. – СПб.: Питер Паблишинг, 1997 – 142 с.
4. Богоявленская Д.Б. Пути к творчеству. – М.: Знание, 1981. – 96 с. – (Новое в жизни, науке, технике. Сер. “Педагогика и психология”; №10.).
5. Выготский Л.С. Воображение и творчество в детском возрасте: Психол. очерк: Кн. для учителя. – 3-е изд. – М.: Просвещение, 1991. – 93 с.
6. Годфруа Ж. Что такое психология: В 2-х т. Т. 1.: Пер. с франц. – М.: Мир, 1992. – 496 с.
7. Дидактика средней школы: Некоторые проблемы современной дидактики. Учеб. пособие для слушателей ФПК директоров общеобразоват. школ в качестве учеб. пособия по спец. курсу для студентов пед. ин-тов / Под ред. М.Н. Скаткина. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Просвещение, 1982. – 319 с.
8. Коджаспирова Г.М., Коджаспиров А.Ю. Педагогический словарь: Для студ. высш. и сред. пед. учеб. заведений. – М.: Издательский центр “Академия”, 2001. – 176 с.
9. Пойа Д. Как решать задачу. – Львов. Журнал “Квантор”, 1991. – 215 с.
10. Половинкин А.И. Основы инженерного творчества: Учеб. пособие для студентов втузов. – М.: Машиностроение, 1988. – 386 с.
11. Савенков А. Барьер прошлого опыта // Школьный психолог. – 2000. - №4.
12. Саранцев Г.И. Методика обучения математике в средней школе: Учеб. пособие для студентов мат. спец. пед. вузов и ун-тов / Г.И. Саранцев. – М.: Просвещение, 2002. – 224 с.
13. Туник Е.Е. Опросник креативности Рензулли // Школьный психолог. – 2000. - №4.
14. Уфнаровский В.А. Математический аквариум. – Ижевск: Ижевская республиканская типография, 2000. – 216 с.
15. Фридман Л.М. и др. Как научиться решать задачи: Беседы о решении мат. задач. Пособие для учащихся / Л.М. Фридман, Е.Н. Турецкий, В.Я. Стеценко; Под ред. Л.М. Фридмана. – М.: Просвещение, 1979. – 106 с.
16. Хуторской А.В. Современная дидактика: Учебник для вузов. – СПб.: Питер, 2001. – 544 с.

Теории искусственного интеллекта, структурной лингвистики, теории информации , математики и физики .

Понятие эвристики [ | ]

Эвристика представляет собой специфическую научную отрасль, исследующую творческую деятельность индивидов. Ввиду развития этой области знания на протяжении не менее двух тысячелетий существует комплексное представление о понятии «эвристика» как таковом.

В соответствии с этим определением ключевой объект изучения науки эвристики - это творческая деятельность; предмет и проблематика исследования - задачи, связанные с моделями принятия решений (в условиях нестандартных проблемных ситуаций), поиска нового для субъекта или общества, структурирование описаний внешнего мира.

3. Новая философская Энциклопедия определяет эвристику как методологию научного исследования ; методику обучения, основанную на открытии и догадке. Изучение эвристических методов демонстрирует определённое сходство исследовательских процедур и деятельности в той их части, которая связана с творческим обобщением наличного материала и выдвижением гипотез. (Детальное изучение эвристических приёмов в математике, к примеру, было предпринято Д. Пойа.)

4. Философская Энциклопедия (под ред. Константинова) совокупно представляет эвристику как: 1) момент открытия нового ; 2) методы, используемые в процессе такого открытия (см. «эвристические методы» ); 3) науку, изучающую творческую деятельность и 4) метод обучения (например, сократические беседы).

5. В современном понимании эвристика - это теория и практика организации избирательного поиска при решении сложных интеллектуальных задач .

6. В наиболее кратком виде эвристика определяется как «наука о том, как делать открытия» . Это определение принадлежит известному математику Джорджу Пойа (книга «Математическое открытие») .

Исторические периоды возникновения науки эвристики [ | ]

Античный период эвристики [ | ]

В Древней Греции под эвристикой понимали систему обучения, практиковавшуюся Сократом , когда учитель приводит ученика к самостоятельному решению какой-либо задачи, задавая ему наводящие вопросы. И сегодня эвристику прежде всего связывают с системой словесного обучения Сократа (469-399 гг. до н.э.). Путём особых вопросов и рассуждений Сократ помогал собеседнику самостоятельно приходить к постановке или решению проблемы, в результате истина открывалась не только ученику, но и учителю.

Свой метод Сократ сравнивал с повивальным искусством , называя его «майевтикой ». Сократ считал, что, помогая рождению истины в других людях, он продолжает в духовной области дело своей матери, «очень опытной и строгой повитухи Фенареты» .

Основой системы Сократа является принцип «знающего незнания» , т.е. признание недостаточности знаний о любом, даже самом простом понятии и разворачивание на этой основе процесса познания-припоминания. «Я знаю, что ничего не знаю » - начальная эвристическая формула Сократа .

Анализ античных диалогов, изложенных Платоном , позволил выявить дидактические элементы системы Сократа :

Понятие «эвристика» встречается в трактате греческого математика Паппа «Искусство решать задачи» (300 год н. э.), в котором он обобщил труды античных математиков. Методы, отличные от логических, Папп объединил под названием «эвристика». Трактат «Искусство решать задачи » рассматривается, в частности, как первое методическое пособие, демонстрирующее, как поступать, если задачу нельзя решить с помощью математических и логических приемов.

В ХХ-XXI веках более известным является восклицание «Эврика!» , принадлежащее Архимеду (287-212 гг. до н.э.) и связанное с открытием им основного закона гидростатики. «Эврика!» является единовременным выражением радости при возникновении новой идеи, решении сложной задачи в результате внутреннего озарения, просветления мысли, обнаруживающей суть вопроса или проблемы. В архимедовой «Эврике» заключен смысл действия, связывающего воедино накопленный ученым опыт и его интуицию ; взаимодействие точного и интуитивного мышления. Позднее аналогии из техники и механики, применяемые Архимедом в изобретательстве, проникли в его математические методы. Приёмы такого рода описаны в его «Послании к Эрастофену о механических теоремах » («Трактат о методе») .

Средние века и эпоха Просвещения [ | ]

Упадок античных наук привёл к забвению на многие века заложенных античными мудрецами начал эвристики. В XVI-XVII вв. труды Г. Галилея , Ф. Бэкона и других учёных возродили эвристические подходы в науке и технике. Логику инженерного творчества разработал Г.В. Лейбниц (1646-1716), который предлагал расчленять все понятия на элементарные ячейки, образующие азбуку человеческих мыслей; это давало возможность впоследствии, комбинируя эти элементы, составлять бесконечное число решений.

Ряд правил изобретательства предложил немецкий философ X. Вольф (1679-1754).

Эвристика в современном мире [ | ]

Долгое время в основе изучения творчества лежали методы проб и ошибок, перебора возможных вариантов, ожидание озарения и работа по аналогии. Так, Томас Эдисон провел около 50 тысяч опытов, пока разрабатывал устройство щелочного аккумулятора. А об изобретателе вулканизированной резины Чарльзе Гудиер (Goodyear) писали, что он смешивал сырую резину (каучук) с любым попадавшимся ему под руку веществом: солью, перцем, сахаром, песком, касторовым маслом, даже с супом. Он следовал логическому заключению, что рано или поздно перепробует всё, что есть на земле и, наконец, наткнётся на удачное сочетание .

Однако со временем такие методы начали приходить в противоречие с темпами создания и масштабами современных объектов. Наиболее интенсивно поиском и разработкой эвристических методов занялись со второй половины XX века, причём не только посредством изучения приёмов и последовательности действий инженеров и других творческих работников, но и на основе достижений психологии и физиологии мозга.

Эвристические методы противопоставляются формальному перебору вариантов по заданным правилам. В сущности, при решении любой задачи человек использует те или иные методы, сокращающие путь к решению, облегчающие его нахождение. Например, при доказательстве теорем геометрии обычно используется в качестве эвристического средства чертёж; решая математическую задачу, мы стараемся вспомнить и использовать решения других похожих задач. Также в качестве эвристических средств используются общие утверждения и формулы, индуктивные методы, аналогии, правдоподобные умозаключения, наглядные модели и образы, мысленные эксперименты и прочее.

Интерес в исследованиях применения эвристических методов особенно возрос с развитием ЭВМ . При использовании ЭВМ для решения задач программист, не зная точного способа, приводящего к цели, вводит в ЭВМ способ решения, основанный на правдоподобных рассуждениях самого программиста, или даёт возможность машине проводить правдоподобные рассуждения (на основе введения в машину алгоритма формирования рассуждений, опирающегося на машинный и человеческий опыт решения задач данного класса) . Такие программы для ЭВМ получили название эвристических программ . Наиболее известна из них программа «Общий решатель проблем» (ОРП), построенная А. Ньюэллом , Дж. Шоу и Г. Саймоном.

В ходе развития науки психологии математические и эвристические модели применялись с целью создания психодиагностических методик, тестов, систем прогнозов. К примеру, одной из современных областей практического исследования эвристической мысли является область исключения ошибок , в частности при принятии решений, формировании тактики и стратегии, рассмотрении вариантов с целью получения искомого итога. Известными деятелями данного направления являются директор института исследований образования Макса Планка в Берлине, профессор Герд Гигеренцер («Интуитивные решения: интеллект подсознательного») , и лауреат Нобелевской премии по экономике (2002) Даниэл Канеман («Думай медленно, решай быстро»).

В современном мире эвристические алгоритмы, принципы и модели широко применяются в менеджменте, управленческой психологии, психологии лидерства, теории работы с информацией, кибернетике, теории операций, статистике и прочих дисциплинах.

Эвристические методы [ | ]

Эвристическими методами называются логические приёмы и методические правила научного исследования и изобретательского творчества, которые способны приводить к цели в условиях неполноты исходной информации и отсутствия четкой программы управления процессом решения задачи .

В узком смысле слова под эвристикой понимают интуитивные (неосознанные) методы решения задач, в том числе

В настоящее время разработано и эффективно используется несколько десятков. Универсальных среди них нет, и в каждой конкретной ситуации рекомендуют пробовать применять ряд методов, поскольку основное их предназначение заключается в активизации творческой деятельности. Это достигается следующими мерами:

• преодолением психологической инерции, обусловленной привычным образом мышления и типовыми методами решения задач определенного класса. Замечено, что около 80 % нововведений вначале специалистами отрицается как нереальные. Инерцию развивают и усиливают:
  • рецептурное обучение и проектирование по аналогии;
  • подсознательная вера в то, что каждая вещь и явление служат строго определенной цели;
  • (техническая) терминология. Ф. Энгельс писал: «В науке каждая новая точка зрения влечёт за собою революцию в технических терминах»;
• мобилизацией подсознания;
• расширением перспектив видения, чему препятствует чрезмерная специализация образования и узкопрактический подход. Необходимо применение разнообразных методов, расширение области поиска новых идей и увеличение их количества.

Эвристические модели [ | ]

Мышление человека можно условно разделить на осознанно-логическое и интуитивно-практическое. В реальном осуществлении творческого процесса оба вида мышления взаимодействуют в диалектическом единстве, результатом такого взаимодействия становится модель проблемной ситуации . Ей предшествуют предварительные, нередко долгие и напряжённые размышления, поиски, пробы .

Эвристика как наука занимается построением эвристических моделей процесса поиска оригинального решения задачи. Основная задача эвристики сводится к построению моделей осуществления процесса поиска нового для данного субъекта (или общества в целом) решения задачи.

Существуют различные типы таких моделей, среди них в качестве примера можно привести некоторые варианты:

Особенности эвристической деятельности [ | ]

Эвристические методы и моделирование присущи только человеку и отличают его от искусственных интеллектуальных (мыслящих) систем. В настоящее время к сфере человеческой деятельности относят:

• постановку задачи;
• выбор методов её решений и построение (разработку) моделей и алгоритмов, выдвижение гипотез и предположений;
• осмысление результатов и принятие решений.

Стоит отметить, что важной особенностью именно человеческой деятельности является наличие в ней элемента случайности: необъяснимые поступки и сумасбродные решения часто лежат в основе оригинальных и неожиданных идей.

«Польза системы для мышления состоит
не только в том, что о вещах начинают мыслить
упорядоченно, но и в том, что о них вообще мыслят…»

Место отдельных эвристических приёмов можно определить, рассмотрев иллюстрацию:

Эвристические приёмы - вид приёмов, используемых для решения творческих (нестандартных, креативных) задач. Такие приёмы не гарантируют решение, но увеличивают его вероятность…

Как правило, если творческая задача актуальна, то рано или поздно находятся единичные приёмы / эвристики / стратагемы, которые помогают её решению (хотя и без гарантий)…

Обычно одну и ту же творческую задачу могут решать с помощью разных приёмов.

ПРИМЕР. «Однажды, давным-давно, я, молодой еще писатель-сатирик, наблюдал, как спорили два гиганта - легендарный конферансье Пётр Муравский и не менее легендарный уже в те годы писатель Михаил Жванецкий . Они «строили» график шутки, или, как называют шутку на эстраде, репризы. Муравский чертил на бумаге график: «Вот так должно быть. Сильная шутка, смех, аплодисменты, потом спад, потом пауза, подготовка, что-то не очень важное и неожиданно опять всплеск! Вот так должно быть! Вот так!». «А вот позвольте не согласиться! - Жванецкий азартно хватал ручку и начинал чертить свой график. - Вот шутка, смех в зале, теперь короткая пауза и сильнейший всплеск, чтобы добить слушателя! Вот так! И только так! И только потом пауза... Только потом!». Муравский: «Но позвольте! А когда же они будут отдыхать?!». Жванецкий: «Они сюда смеяться пришли, а не отдыхать!»

Биллевич В.В., Школа остроумия или как научиться шутить, М., «Вильямс», 2005 г., с. 28.

Через некоторое время приёмы могут «морально устареть»:

ПРИМЕР. Театральные приёмы «… рождаются и умирают. Есть приёмы, которые рождаются преждевременно и не имеют успеха; но гораздо чаще можно встретить приёмы, которые уже умерли, но не похоронены и благополучно обретаются на сцене. Между тем сила воздействия свежего приёма - это великая вещь. Мне как-то привели чрезвычайно интересный пример того, что такое театральный приём. Когда Вахтангов ставил «Чудо святого Антония», ему пришло в голову, что было бы очень хорошо соединить первую картину со второй (там, где собравшиеся родственники переходят к одру умершей тётушки) путем вращения сцены (репетиции шли в МХАТе, где сцена вращалась). Таким образом, не останавливая действия, можно было переходить от первой картины ко второй. Всем это страшно понравилось. Но даже такой новатор, как Вахтангов , сказал: «Тише, товарищи. Этого делать нельзя, это слишком резко, это недопустимо. Это небывалый приём, чтобы сцена вращалась на глазах у зрителей». И он отказался от своего намерения. Через несколько лет сцена очень часто вращалась на глазах у зрителя, а сейчас это до такой степени нам знакомо, что стало старым приёмом. Таким образом, приёмы имеют своё рождение, свою молодость, своё обветшание и исчезновение».

Акимов Н.П. , Выбор режиссёрских приёмов / О театре, Л., «Искусство», 1962 г., с. 68-69.

Более развитый случай, когда многочисленные приёмы выявлены и собраны в систему - они позволяют перекрывать целые классы творческих задач. Образцом такой системы является ТРИЗ в технике и программа-консультант «Приёмы журналистики и public relations» в гуманитарной сфере.

Профессионала в области принятия творческих решений отличает владение не только бо льшим числом эвристических приёмов, но и приёмами, позволяющими решать задачи высоких уровней сложности.