Системная поддержка творческой деятельности: задачи, инструменты, методология
Покупка
Новинка
Основная коллекция
Тематика:
Наука. Науковедение
Издательство:
НИЦ ИНФРА-М
Год издания: 2025
Кол-во страниц: 390
Дополнительно
Вид издания:
Учебник
Уровень образования:
Профессиональное образование
ISBN: 978-5-16-018478-4
ISBN-онлайн: 978-5-16-111493-3
Артикул: 801692.01.01
Задача данного учебника — научить читателя использовать инструменты системного анализа в его исследовательской, конструкторской, прогностической и инновационной деятельности. Для этого учебник знакомит с основами системного анализа и его инструментарием на примерах конкретных задач из физики, химии, истории, экономики, менеджмента, медицины, социологии, философии, агрономии, политики и обыденной жизни. Даются практические рекомендации по учету психологических особенностей личности при овладении ею системным анализом. Показано место системного анализа в мире познавательных стратегий человека и прогнозируются элементы стратегии познания в будущем.
Соответствует требованиям федеральных государственных образовательных стандартов высшего образования последнего поколения.
Адресован преподавателям, аспирантам и студентам естественно-научных и гуманитарных направлений подготовки, ученым и разработчикам, аналитикам и экспертам, всем, кто желает поднять качество своей интеллектуальной работы, обеспечить новизну и упрочнить ее творческое содержание.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 00.03.16: Основы научных исследований
- ВО - Магистратура
- 00.04.16: Основы научных исследований
- ВО - Специалитет
- 00.05.16: Основы научных исследований
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
СИСТЕМНАЯ ПОДДЕРЖКА ТВОРЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЗАДАЧИ, ИНСТРУМЕН ТЫ, МЕТОДОЛОГИЯ Э.А. СОСНИН Б.Н. ПОЙЗНЕР Москва ИНФРА-М 2025 УЧЕБНИК
УДК 378(075.8) ББК 78.6я73 С66 Р е ц е н з е н т ы: Чешев В.В., доктор философских наук, профессор, профессор кафедры философии и методологии науки Нацио нального исследовательского Томского государственного университета; Шандаров С.М., доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник научно-образовательного центра «Нелинейная оптика, нанофотоника и лазерные технологии» Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники ISBN 978-5-16-018478-4 (print) ISBN 978-5-16-111493-3 (online) © Соснин Э.А., Пойзнер Б.Н., 2024 Соснин Э.А. С66 Системная поддержка творческой деятельности: задачи, инструменты, методология : учебник / Э.А. Соснин, Б.Н. Пойзнер. — Москва : ИНФРА-М, 2025. — 390 с. — (Высшее образование). — DOI 10.12737/ 2010442. ISBN 978-5-16-018478-4 (print) ISBN 978-5-16-111493-3 (online) Задача данного учебника — научить читателя использовать инструменты системного анализа в его исследовательской, конструкторской, прогностической и инновационной деятельности. Для этого учебник знакомит с основами системного анализа и его инструментарием на примерах конкретных задач из физики, химии, истории, экономики, менеджмента, медицины, социологии, философии, агрономии, политики и обыденной жизни. Даются практические рекомендации по учету психологических особенностей личности при овладении ею системным анализом. Показано место системного анализа в мире познавательных стратегий человека и прогнозируются элементы стратегии познания в будущем. Соответствует требованиям федеральных государственных образовательных стандартов высшего образования последнего поколения. Адресован преподавателям, аспирантам и студентам естественно-научных и гуманитарных направлений подготовки, ученым и разработчикам, аналитикам и экспертам, всем, кто желает поднять качество своей интеллектуальной работы, обеспечить новизну и упрочнить ее творческое содержание. УДК 378(075.8) ББК 78.6я73 Данная книга доступна в цветном исполнении в электронно-библиотечной системе Znanium
Список сокращений АП — административное противоречие ВЧС — вытеснение человека из системы Д — двигатель ДО — дистанционное образование ИИ — искусственный интеллект ИКР — идеальный конечный результат НИР — научно-исследовательские работы ОУ — орган управления ПС — проблемная ситуация РИД — результат интеллектуальной деятельности РО — рабочий орган РТС — работоспособная техническая система СА — системный анализ ТП — техническое противоречие Тр — трансмиссия ТРИЗ — теория решения изобретательских задач ФП — физическое противоречие ЦСД — целенаправленная система деятельности P(p) — вероятность целенаправленного (спонтанного) достижения цели Q — оператор R — ресурс S — исходная (проблемная) ситуация W — побочный продукт Z — цель
Памяти наших незабвенных коллег, получивших при рождении дары Аполлона и нескольких муз: Владимира Петровича Рыжова (1941– 2020) из Таганрога и Дмитрия Ивановича Трубецкова (1938–2020) из Саратова Предисловие В Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации1 указано, что целью научно-технологического развития страны является обеспечение ее независимости и конкурентоспособности за счет создания эффективной системы наращивания и наиболее полного использования интеллектуального потенциала нации. Происходящие в наше время события вновь и вновь доказывают актуальность этой цели. В Стратегии перечисляются также глобальные изменения в организации научной, научно-технической и инновационной деятельности, в частности: а) существенное сокращение времени между получением новых знаний и созданием технологий, продуктов и услуг, их выходом на рынок; б) размывание дисциплинарных и отраслевых границ в исследованиях и разработках; в) быстрое увеличение объема научно-технических данных; г) рост требований к квалификации исследователей. В этих условиях наиболее продуктивны и востребованы специалисты, владеющие навыками системного анализа. Чтобы обеспечить получение таких навыков, необходимо создать теоретические курсы. Одним из таких курсов и является настоящий учебник, задача которого — научить читателя использовать инструмен ты системного анализа в его исследовательской, конструкторской, прогностической и инновационной деятельности. Опыт работы авторов настоящей книги свидетельствует о том, что обучать системному мышлению необходимо на примерах. Это 1 См.: О Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации: Указ Президента Российской Федерации от 1 декабря 2016 г. № 642 // Собр. законодательства Рос. Федерации. 2016. № 49. Ст. 6887.
обусловило специфику курса: понятия и инструмен ты системного анализа здесь иллюстрируются конкретными примерами из самых разных предметных сфер деятельности человека (физика, менеджмент, история, экономика и т.д.). Тем самым дополнительно демонстрируется универсальность системного подхода. Овладев им, человек получает возможность работать в разных предметных сферах, повышая качество результатов своего интеллектуального труда, обеспечивая их новизной и объективными критериями оценки. Данный учебник подготовлен для обеспечения укрупненной группы направлений 27.00.00 — «Управление в технических системах» (Стандартизация и метрология; Управление качеством; Системный анализ и управление; Управление в технических системах; Инноватика; Организация и управление наукоемкими производствами; Наукоемкие технологии и экономика инноваций; Управление интеллектуальной собственностью). По причинам, указанным выше, рассматриваемые здесь инструмен ты, правила и рекомендации можно с успехом использовать для творческого решения задач в любых предметных сферах — от естественно-научных до гуманитарных и от фундаментальных научных до прикладных. Указанные выше принципы легли в основу авторского замысла и построения учебника, состоящего из семи глав, каждая из которых рассматривает базовые принципы, способы, системы творческой деятельности. Любая наука стремится к тому, чтобы использовать конвенциональные (от лат. conventionalis — соответствующий договору, согласованный) термины и понятия, что обеспечивает четкость в развитии ее положений и использовании ее результатов на практике. Поэтому первая глава на различных примерах знакомит читателя с базовой терминологией теории систем, вопросами построения и преобразования систем и типичным алгоритмом проведения системного анализа. Показано, как решать задачи с помощью правил преобразования систем в элементном, структурном и средовом представлениях, а также как использовать системные критерии для оценки эффективности преобразования систем (принцип функционирования систем В.И. Корогодина и линейка Винера — Флейшмана). Во второй главе рассмотрены правила решения задач с помощью гибридного системного представления, основанного на теории целенаправленных систем В.И. Корогодина (так называемое ЦСДпредставление). Кроме того, с системных позиций показано, что все задачи можно свести к типовым классам, это иллюстрируется примерами из истории науки.
Третья глава развивает навык постановки задач через идеальные решения и вооружает читателя: – набором форматов для формулировки идеального конечного результата решения задачи, применяемым в теории решения изобретательских задач, а также расширенным авторским списком форматов ИКР, полнее отвечающим разным стадиям развития системы; – критериями повышения идеальности системы; – расширенным списком форматов ИКР для систем в ЦСДпредставлении, который дополнительно содержит форматы, описывающие получение универсальных и абсолютных результатов. В четвертой главе рассмотрены правила решения задач с помощью гибридного системного представления, основанного на принципе работоспособной технической системы (РТС-представление) из теории решения изобретательских задач. Показано, что этот инструмент может использоваться для развития систем, анализа логики развития специализированных целенаправленных действий людей и получения объективных прогнозов их развития. В пятой главе обсуждаются трудности с освоением системного анализа, обусловленные психологическими особенностями личности, которая его практикует. На этой основе даются рекомендации по тому, как учитывать и использовать эти ограничения. Данная тема предлагается тем, кто хочет лучше понять свои творческие способности. Пятая и шестая главы являются факультативными. Здесь от инструмен тов решения задач мы переходим к обсуждению таких вопросов, как история и логика появления системного анализа и место системного подхода в контекстах различных познавательных моделей. Для закрепления пройденного материала каждая глава завершается обобщением главных тезисов и выводов, списком главных терминов и понятий, а также вопросами и заданиями для проверки усвоения материала. Их можно использовать для самостоятельной работы либо при проведении семинарских занятий. Для удобства изучения и использования учебного материала в конце книги приводится предметный и авторский указатель. В совокупности с другими дисциплинами базовой части профессио нального цикла ФГОС ВПО дисциплина «Системная поддержка творческой деятельности» обеспечивает инструментарий формирования профессио нальных компетенций специалиста.
При освоении учебного материала на максимальном уровне сложности обучаемый должен: • знать основные понятия теории систем и системного анализа; существо элементного, средового, структурного и гибридных системных представлений; последовательность этапов системного анализа; базовые линии развития систем; признаки творческой задачи; подходы к оценке степени идеальности решений; критерии оценивания степени развитости систем; отличительные признаки системного мышления; свои сильные и слабые стороны при использовании системного анализа; • уметь осуществлять критический анализ проблемных ситуаций на основе системного подхода, вырабатывать стратегию действий; выявлять и анализировать естественно-научную сущность проблем управления в технических системах; критически оценивать положительные и отрицательные стороны методов для анализа и синтеза систем при решении задач; выбирать адекватные инструмен ты системного анализа для решения конкретных задач, оценивания полученных альтернатив и прогноза развития системы; классифицировать результаты своей интеллектуальной деятельности в системном ЦСД-представлении; • владеть навыками структурирования проблемной ситуации, постановки цели и формулировки требований к средствам решения задач; способностью выделять и формулировать задачи для достижения целей, адекватных уровню развития системы; системными методами прогноза развития и преобразования систем; системными инструментами решения задач в различных отраслях деятельности. Авторы выражают глубокую благодарность Владимиру Ивановичу Корогодину и Кириллу Афанасьевичу Склобовскому за интеллектуальные консультации по теории целенаправленных систем и теории решения изобретательских задач, а также Александру Владимировичу Шувалову за помощь в выявлении психологических ограничений личности при решении творческих задач. Отдельное спасибо нашему рецензенту Владиславу Васильевичу Чешеву, чье участие стимулировало нас на подготовку шестой главы учебника. Ощутимую моральную поддержку и полезные рекомендации авторы получили от рецензента Станислава Михайловича Шандарова, за что безусловным образом признательны ему. Авторы также благодарят издательство «ИНФРА-М» за согласие на публикацию учебника. Насколько можно судить, существует «вечная» рубрика, которая относится ко всему комплексу дисциплин, изучающих фе
номен научно-технического творчества. Рискнем предложить для нее формулировку: «Исследование истины методологических идей». Название это навеяно заголовком, какое А.С. Хомяков 1 дал своему знаменитому труду: «Семирамида. Исследование истины исторических идей»2 (1839–1852). Да, методологические идеи ведут свою родословную как минимум от античных греков. Однако истина этих идей еще не исчерпана, ее исследование не завершено. Едва ли не каждое новое поколение студентов, аспирантов, молодых ученых и преподавателей нуждается в очередном уточнении методологических идей. А оно расширяет научный и академический дискурсы3, т.е. способы мыслить и артикулировать ход размышлений, формулировать его результаты [0.4, 0.5]. В свою очередь, совершенствование этих дискурсов обогащает учебнообразовательные контексты и практики. В том числе те, где обычно разво рачиваются процедуры понимания и объяснения [0.6]. А это способствует прогрессу языковой личности обучаемого. Более того, побуждает его «открыть» для себя этот аспект и начать обращать внимание на языковые проявления своей личности [0.7–0.9]. В итоге повышаются его шансы и на успешное овладение научнотехническими текстами, и на плодотворное профессио нальное общение (письменное, дистанционное, очное) [0.5, 0.9]. Таково одно из оправданий нашей работы над учебником. Смеем надеяться, что книга поможет читателю изучить основы системной методологии. А это позволит целенаправленно планировать свою деятельность, успешно разрешать профессиональные проблемы, правильно оценивать реальные итоги творческого труда. Освоение системного анализа способно повысить научно-техни 1 Алексей Степанович Хомяков (1804–1860) — поэт, религиозный философ, богослов, литературный критик, публицист, один из создателей и идеологов русского славянофильства. 2 Смысл названия его труда см. в статье историка русской философии Н.В. Серебренникова [0.1]. 3 Слово «дискурс» пришло из французского (discours — речь) и из английского (discourse) языков, а происходит от позднелатинского discursus — рассуждение (лат. discurro — разбегаться в разные стороны). По убеждению авторов, осознавать дискурс необходимо, чтобы осваивать системный подход. Термин коварен тем, что его переводят двояко: а) дискурсия, т.е. последовательность словесных знаков, например в логическом выводе; б) речь, причем с 2000-х гг. дискурс часто трактуют как социально-регламентированное высказывание [0.2, с. 115; 0.3, с. 380]. Научный дискурс определяют как «стиль научного мышления в культурно-языковой проекции» [0.4, с. 115].
ческий (и шире — интеллектуальный) потенциал нашего научнообразовательного сообщества. Будем премного обязаны читателям за критику, отзывы и пожелания, побуждающие совершенствовать книгу1. Библиографический список 1. Серебренников Н.В. Датировка «И. и. и. и.» и опыт раскрытия аббревиатуры [Текст] / Н.В. Серебренников // Хомяковский сборник. — Томск: Водолей, 1998. — Т. 1. — С. 277, 278. 2. Махлина С.Т. Словарь по семиотике культуры [Текст] / С.Т. Махлина. — СПб.: Искусство-СПБ, 2009. — 752 с. 3. Автономова Н.С. Познание и перевод: Опыты философии языка [Текст] / Н.С. Автономова. — М.: РОССПЭН, 2008. — 704 с. 4. Чернявская В.Е. Научный дискурс. Выдвижение результата как коммуникативная и языковая проблема [Текст] / В.Е. Чернявская. — М.: Ленанд, 2017. — 144 с. 5. Хутыз И.П. Жанры дискурса академической среды: традиционное и новое [Текст]: монография / И.П. Хутыз. — М.: ИД «ВКН», 2021. — 132 с. 6. Бивир М. Роль контекстов в понимании и объяснении [Текст] / М. Бивир // История понятий, история дискурса, история метафор: сб. статей / под ред. Х.Э. Бедекера. — М.: Новое литературное обозрение, 2010. — С. 112–154. 7. Караулов Ю.Н. Русский язык и языковая личность [Текст] / Ю.Н. Караулов. — М.: Наука, 1987. — 264 с. 8. Карасик В.И. Языковое проявление личности [Текст] / В.И. Карасик. — М.: Гнозис, 2015. — 384 с. 9. Блох М.Я. Человек и мир сквозь призму языка. Философские раздумья [Текст]: монография / М.Я. Блох. — М.: Прометей, 2020. — 534 с. 1 На основании письма Министерства образования и науки Российской Федерации от 3 мая 2007 г. № АФ-159/03 при подготовке макета книги буква «ё» в рукописи заменена на букву «е».
Глава 1. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ Абстрагирование. Мысленный эксперимент. Система и ее составляющие. Этапы системного анализа. Системные преобразования: элементные, структурные и средовые. Базовая линия развития систем. Принцип функционирования систем по В.И. Корогодину. Линейка Винера — Флейшмана. Как люди решают задачи? Пусть некий древний человек N* учится поражать цель камнем и использует для этого лесную поляну со всем подручным «инвентарем». Он находит несколько камней и начинает их бросать в импровизированную мишень — ствол дерева. Рано или поздно, выбирая разные камни и бросая их под разными углами и с разными скоростями, человек обучится довольно точному метанию. Формально это означает, что частота поражения избранной им цели увеличится, или, другими словами, вероятность промаха существенно уменьшится. Если N* — древний человек, то он, конечно, не сумеет объяснить, как он нашел решение задачи. Путем проб и ошибок — вот и весь сказ. N* невдомек, что у камней есть масса, что путь камня зависит от начальной скорости и угла броска. N* просто не знает этих слов, или, как сказали бы мы сегодня, не может параметризовать1 задачу, создать абстрактную модель ситуации. Тем не менее он ее решает, как решает аналогичным образом и многие другие задачи. Сегодняшние физиологи сказали бы, что в ходе решения у N* складывается некая схема тела. Тело запоминает правильные движения, их порядок и не запоминает все остальное. В терминах теории целенаправленных систем об этом процессе говорится как о генерации поведенческой информации2 [1.2]. Такая информация отличается от логической тем, что для ее получения и передачи не требуются абстрактные носители-обозначения (буквы, символы, 1 Параметризация — выделение факторов, существенных для решения задачи, их описание и количественная оценка. 2 Согласно Г. Кастлеру (1908–1963) — австрийскому физику и пионеру применения теории информации в биологии, «генерация информации есть случайный запоминаемый выбор» [1.1].