В.М. Приходько, З.С. Сазонова связывают инженерное творчество с гуманизацией образования: «Творчество – это одухотворенное созидание в процессе взаимодействия мысли, воображения и чувства. Развитие творческой активности будущих инженеров – одна из самых важных задач профессиональной подготовки студентов… Методологической основой для решения этой задачи являются интеграция и гуманизация образовательного процесса» [6]. При обучении будущих инженеров техническому творчеству одним из важнейших вопросов становится предоставление им теоретической информации о различных методах инженерного творчества и вооружение их практическими навыками в применении данных методов при решении конкретных учебно-научных задач. Отметим, что «работы, посвящённые формированию профессиональных компетенций, в современной педагогической науке имеют не теоретическую, а практичeскую направленность, ориентированы на описание педагогами-практиками своих реальных достижений и находок в данной области» [7, с. 108].

Набор методов, рекомендуемых к использованию в инженерном поиске новых технических решений и описанных в нормативных материалах, весьма обширен. Как основные и наиболее интересные можно назвать методы: конференция идей, метод коллективного блокнота, метод музейного эксперимента, группа методов контрольных вопросов, метод «Синектика», метод фокальных объектов, метод морфологического анализа, алгоритм решения изобретательских задач и др. Особенность применения методов инженерного творчества в процессе преподавания одноимённой дисциплины состоит в том, что каждый метод является одновременно и объектом изучения (студенты узнают о нём и о том, как его использовать в дальнейшей практической деятельности на производстве), и методом обучения (студенты на практических занятиях осваивают метод, решая учебные и учебно-научные задачи).

Цель данной статьи – описание одного из наиболее продуктивных методов инженерного творчества – метода мозгового штурма, существующего в двух вариантах, прямом и обратном. Этот метод является значительно разработанным как один из активных методов обучения различным дисциплинами, однако как метод инженерного творчества рассматривался недостаточно.

Задача метода прямого мозгового штурма – стимулировать группу лиц к выдвижению максимального количества идей в единицу времени. С его помощью можно быстро собрать большой объем информа­ции, плодотворно решать организационные вопросы, а также некоторые несложные технические задачи. Может быть применим на разных этапах проектирования.

Суть метода – организация (разделение) умственного труда, учитывающая психологию коллективного мышления. Это разделения обусловило появление в группе двух специализаций, то есть деление студентов на специалистов-генераторов и специалистов-экспертов. Метод мозгового штурма подразумевает получение решения как продукта коллективного творчества специалистов в ходе заседания, проводимого по определенным правилам, и последующего развернутого анализа его результатов [8, с. 358].

В условиях занятия по инженерному творчеству метод применяется следующим образом. Поставленную исследовательскую задачу последовательно решают две группы людей по 4-15 человек в каждой. Первая группа только выдвигает различные идеи – это группа «генераторов идей». В ней желательно иметь людей, склонных к абстрагированию и фантазированию. Данной группой задача «штурмуется» в течение 20-40 минут. Проводится процесс генерирования идей. Вторая группа – «эксперты» – по окончании штурма проводит оценку выдвинутых идей. В ее составе квалифицированные специалисты – люди с аналитическим складом ума.

Основная задача труппы «генераторов» – выдать за отведенное время как можно больше идей. Поощряется выдвижение шуточных, несерьезных, фантастических, даже не относящихся к объекту исследования идей. Все идеи принимаются во внимание, так как каждая из них порождает новые идеи. И так до конца сеанса. Возникает цепная реакция порождения идей, которые следуют непрерывно, дополняя и взаимно обогащая друг друга. Все идеи высказываются без доказательств и записываются в протокол или на магнито­фон.

При генерировании идей запрещается всякая критика, не только словесная, но и молчаливая – в виде скептических улыбок, мимики, жестов и т. д. В ходе штурма между участниками устанавливается свободная и доброжелательная обстановка. Надо, чтобы каждая идея, выдвинутая одним участником штурма, подхватывалась и развивалась другими. Рекомендуется пригласить на штурм людей разных специальностей и разного уровня образования. Нежелательно включать в одну группу людей, присутствие которых может в какой-то степени стеснить других, например, руководителей и их подчиненных.

Экспертизу и отбор идей после окончания процесса генерирования следует проводить очень тщательно, не упуская из внимания даже несерьезные, нереальные или абсурдные идеи. Задача экспертов – найти ветви принципиальных подходов к решению проблемы.

Процессом «мозгового штурма» управляет руководитель (на занятии – преподаватель или один из специально подготовленных студентов), который перед группой ставит задачу в общем виде и обеспечивает соблюдение вышеуказанных правил. Руководитель должен выполнять свои обязанности свободно, без приказаний участникам и критики их высказываний, направлять работу в нужное русло, акцентировать внимание участников на вопросах, раскрывающих суть поставленной проблемы, уточняя ее и не допуская при этом перерывов в работе группы.

Если задача не решена в ходе штурма, можно повторить процесс его с другим коллективом или с этим же через какое-то время (на следующем занятии). Если повторная сессия проводится с тем же коллективом, проблему нужно обсудить в ином аспекте или в более широкой формулировке, что делает старую задачу неузнаваемой. Участники штурма воспринимают ее как новую, и это способствует движению мыслей по другому руслу.

Опыт показал, что за сеанс мозгового штурма группа из 10 человек может выдвинуть до пятидесяти-шестидесяти предложений, среди которых, как правило, имеется множество не относящихся к проблеме. После отбора могут остаться одна-две стоящие рассмотрения идеи. Однако это неплохо, поскольку, возможно, одну из этих идей методом перебора вариантов ищут многие годы. А здесь решение найдено за короткий промежуток времени.

Для активизации процесса генерации идей рекомендуется использовать некоторые приемы, которые издавна применялись различными изобретателями, например, «инверсия» (сделай наоборот), «эмпатия» (считай себя частью совершенствуемого объекта и выясни при этом свои чувства, ощущения) «фантазия» (сделай нечто фантастическое). Руководитель может использовать также списки контрольных вопросов.

При проведении мозгового штурма значительная роль принадлежит руководителю группы. Он должен следить за тем, чтобы участники сеанса доброжелательно и тактично вели себя в ходе совещания, и в то же время решительно пресекать всякие попытки критики или обсуждения выдвигаемых идей. Он обязан проявить максимум заинтересованности к высказываемым мнениям участников, ненавязчиво, но активно управлять творческой работой сессии: во-первых, давать импульс для оживления дискуссии в тех случаях, когда активность группы по той или иной причине начинает затухать; во-вторых, одобрять каждого участника сессии, побуждая его вносить предложения, придерживать» ведущих участников дискуссии, не ущемляя при этом их самолюбия.

Метод довольно результативен при решении проблем, не имеющих четкой постановки и требующих поиска принципиальных подходов к решению. В изучении довольно прост для участников штурма. Трудности возникают в случае его применения для поиска конкретных конструктивных решений. Метод требует от ведущего определенных знаний и навыков его применения: он должен расширять поле поиска и не давать участникам сосредоточить внимание на конструктивных деталях отдельных предложений. В стратегии поиска метод может играть основную роль при нахождении принципиальных подходов и вспомогательную роль при нахождении конкретных технических решений. К информационной подготовке не предъявляется особых требований, однако желательно иметь несколько вариантов в постановке проблемы. Состав группы в количестве 5-15 человек, среди которых  желательно присутствие людей, далеких от отрасли, в которой данная проблема возникла и решается. Подготовка и получение практических навыков участниками штурма про­исходит в процессе поиска решений под руководством ведущего. Особые требования штурма сводятся к четкому соблюдению правил проведения, что в сочетании с правильным выбором объекта определяет вероятность выхода на оптимальные решения.

Как видим, в условиях учебного занятия возможно соблюдение большей части из данных требований, однако преподаватель должен предварить использование метода указанием на то, что ситуация условна, и указать, какие из требований к методу мозгового штурма вынужденно нарушаются.

Мозговой штурм и его разновидности могут быть рекомендованы для решения задач, связанных с поиском принципиальных подходов к разрешению проектной проблемы и разработке технического задания на проектирование, принципиально сложных решений, новых сфер применения уже созданных конструкций и разработанных инженерных решений. Данные задачи могут решаться в следующих условиях: применения метода для решения уникальных задач, не связанных с большими материальными затратами; многократного применения метода для решения однотипных задач; осуществления коллективного поиска в составе постоянной и меняющейся группы, но с постоянным ядром участни­ков; с полной сменой состава в зависимости от специфики решаемой задачи; смешанного квалификационного состава группы; подготовленности и владением методологии поиска как всеми участниками, так и полной их неподготовленности (в этом случае успех менее гарантирован); применения метода при достаточных и ограниченных ресурсах времени (с разной результативностью).

Цель метода обратного мозгового штурма – использовать творческий потенциал разработчиков для глубокого анализа недостатков совершенствуемого объекта. Задачей обратного мозгового штурма является выявление противоречий, недостатков, недоработок и ограничений в конструкциях, технических объектах, системах, идеях и т. п. При данном методе критике придается первостепенное значение.

Анализ вскрывает недостатки, ограничения, дефекты и противоречия, имеющиеся в конкретной идее или в техническом объекте, который требуется усовершенствовать. Предварительная их оценка проводится участниками совещания, которые исключают из него заведомо ошибочные замечания, более тщательная – «экспертами», которые уточняют перечень обнаруженных недостатков. На втором этапе ведется поиск путей ликвидации недостатков. При этом возможно использование правил обычной «мозговой атаки».

При проведении обратного мозгового штурма поощряется такая же свобода высказываний и суждений, как при прямом мозговом штурме. Однако все внимание при этом направляется на выявление всевозможных, в том числе, незначительных недостатков анализируемого объекта. Результатом обратного мозгового штурма, как правило, бывает перечень выявленных недостатков, ограничений и противоречий.

После этого начинается поиск способов устранения недостатков, критика которых признана обоснованной. Для этого может быть применен прямой мозговой штурм.

На творческом этапе разработки конструкции обратный мозговой штурм может быть целесообразен перед выдвижением альтернативных вариантов конструктивных решений и при обсуждении выдвинутых альтернатив.

В первом случае обратный мозговой штурм помогает выявить недостатки конструкции и создать благоприятную почву для генерирования идей, связанных с нахождением альтернативных принципов, закладываемых в основу конструкции. Выявлению недостатков способствует поиск ответов на следующие типичные вопросы: «Что в конструкции сделано не так, как надо?», «Чего мы не учли?», «О чем забыли?» «Что следовало бы изменить?», «Какие недостатки и недоработки имеются в конструкции?», «Выполняет ли изделие лишние функции?», «Какие функции упущены или желательны к выполнению?».

Во втором случае обратный мозговой штурм дает возможность критически осмыслить выдвинутые предложения с тем, чтобы отклонить неудачные и подвергнуть дальнейшей проработке наиболее перспективные.

Метод отличается от предыдущего целевой направленностью на поиск недостатков в конкретном варианте решений проблемы. Однако большинство свойств обоих методов однотипны. Отличие в том, что анализу подвергаются недостатки конструктивного или технологического исполнения в целях определения недостатков принципа действия, реализованного в анализируемой конструкции или технологическом процессе. Трудности поиска и недостаточная результативность возникают при низком профессиональном уровне участников. Вероятность выхода на наиболее существенные недостатки принципа действия, на котором основывается конструктивное решение, довольно высокая.

Обратный мозговой штурм может быть рекомендован для выявления недостатков анализируемых объектов, связанных с конструкцией и технологичностью принимаемых технических решений; поиска недостатков в дизайн-решениях; поиска причин, мешающих обновлению ассортимента, и путей совершенствования сельхозинвентаря и сельхозорудий, товаров народного потребления; поиска обходных конструктивных решений; поиска и генерирования информации и установления связей между источниками.

Условия проведения поиска допускают применение метода для решения единичных и многократно решаемых задач, коллективного поиска с постоянным и переменным (с постоянным ядром) составом группы, различных квалификационных составов групп, как в области решаемой проблемы, так и подготовленности по методам поиска, решения задач в условиях ограниченных и не ограниченных временных ресурсов.

Разработанная нами система преподавания дисциплины «Инженерное творчество» в Азово-Черноморском инженерном институте предполагает упор на практическое применение изучаемых студентами методов инженерного творчества. После изучения основной части теоретического материала каждый студент получает индивидуальное задание для подготовки на одном из практических занятий использования одного из методов инженерного творчества. Метод прямого и обратного мозгового штурма весьма эффективен для таких занятий: студенты, обладая свежим, незашоренным мышлением, предлагают оригинальные решения. К недостатким использования метода на занятиях можно отнести ограниченность специальных знаний у студентов и отсутствие у них практического опыта, которые способствовали бы появлению более глубоких и компетентных решений.

Итак, метод прямого и обратного мозгового штурма, являясь одновременно методом инженерного творчества и методом активного обучения студентов инженерному творчеству на практических занятиях по данной дисциплине, является эффективным и требует более широкого применения с целью формирования творческой составляющей профессиональных компетенций будущих инженеров.

Существуют традиционные методы инженерного творчества, к которым можно отнести метод «мозгового штурма», эвристический метод, метод контрольных вопросов и другие. Их систематическое использование составляет основу инженерного творчества. Однако для того чтобы творчество было более эффективным, необходимо разнообразие его методов и поиск менее часто используемых, а от этого более привлекательных для студентов методов. Один из них – «конференция идей» – уже был рассмотрен нами ранее [2]. Цель данной статьи – раскрыть основные положения двух оригинальных методов инженерного творчества: метода коллективного блокнота и метода музейного эксперимента.

Несмотря на то, что методы инженерного творчества получили сегодня довольно глубокое изучение в статьях [3], [4], [5], учебных пособиях [6], [7], [8] и диссертационных работах [1], методы коллективного блокнота и музейного эксперимента освещены исследователями недостаточно.

Цель метода коллективного блокнота – стимулировать творческую активность группы лиц, в нашем случае – студентов, осваивающих основы инженерного творчества в процессе преподавания дисциплины «Инженерное творчество» в Азово-Черноморском инженерном институте. Метод основан на оперативном фиксировании спонтанно возникших у отдельных членов группы идей с последующей коллективной их оценкой и дальнейшим развитием и доработкой идеи, оказавшейся удачной.

Метод коллективного блокнота позволяет сочетать независимое выдвижение идей каждым членом творческой группы с коллективной их оценкой и выработкой решения. На практике это осуществляется следующим образом. Каждый член студенческой группы получает блокнот, в котором в общих чертах, без детализации, изложено содержание технической (инженерной) проблемы. В блокноте также приведены все необходимые исходные и технические данные, позволяющие студентам уяснить суть проблемы. Информированность в процессе применения данного метода очень важна, так как она обеспечивает выдвижение наиболее адекватных идей. В течение месяца каждый член группы ежедневно и независимо от других ее участников записывает в блокнот возникающие у него в связи с рассматриваемой проблемой мысли. Важно подчеркнуть, давая целевую установку, необходимость записывать что-то, связанное с решением проблемы, именно каждый день. Суть в том, что студент тратит на запись несколько минут, а на её обдумывание – все оставшиеся сутки. Затем каждый дает оценку этих идей для принятия решения по рассматриваемой проблеме. Наряду с этим в тот же блокнот заносятся предложения, наиболее целесообразные для исследования на следующем этапе работы. Кроме того, в блокноте отмечаются идеи, которые касаются вопросов, второстепенных для основной проблемы, но развитие которых может оказаться полезным для нахождения конечного решения проблемы.

Затем участники обсуждения сдают блокноты координатору (наиболее подготовленному студенту или, в отсутствие такового, преподавателю) для подготовки на основе содержащихся в них материалов развернутой обобщающей записки. Естественно, что координатор должен быть не только специалистом в соответствующей области, но и творчески мыслящим человеком. Затем следует этап окончательного творческого обсуждения, на котором рассматривается детально обобщающая записка координатора. На этом этапе может использоваться мозговой штурм или другой метод стимулирования творческой активности.

Как видим, применение метода коллективного блокнота связано с достаточно значительным временем. Как показал опыт, удобно дать задание с использованием данного метода на одном из практических занятий по инженерному творчеству, затем сделать предварительный контроль ведения поисковой работы студентами (примерно через две недели). Время для глубокого изучения и разностороннего рассмотрения проблемы должно быть достаточным, но не избыточным. Через месяц интерес студентов к использованию метода начнёт угасать, поэтому примерно через четыре недели должно состояться завершающее практическое занятие.

Метод коллективного блокнота позволяет зафиксировать и собрать все предложения, возникающие у членов исследовательской группы во время обсуждения технической проблемы и вне его. Творческая активность у каждого человека, в силу его индивидуальных особенностей, проявляется в разное время суток и в разных условиях: для кого-то удобно вести записи рано утром, для кого-то – поздно вечером, кому-то идея придёт во время шумной вечеринки, кому-то – в общественном транспорте. В силу возможности глубоко обдумать проблему без ограничения во времени, предложения отличаются, как правило, большей практичностью и более широким спектром предложений. Однако выход на оптимальное решение не может быть полностью гарантирован.

В процессе использования метод не вызывает особых затруднений, а практический навык его применения у студентов формируется в процессе работы. При соответствующей подготовке особых трудностей в применении метод не вызывает. В стратегии поиска инженерного решения метод может играть основную или вспомогательную роль. Специального информационного обеспечения не требуется, поскольку метод рассчитан на случайные ассоциации. Количество участников не регламентировано, что важно в условиях обучения в вузе, когда группа может включать разное количество студентов. Высокий профессионализм участников повышает уровень предполагаемых решений, но сужает поле поиска, так что недостаток опыта и профессионализма у студентов успешно компенсируется их энтузиазмом и свежестью мышления. Организация работы ведущего сводится к четкой постановке задачи и систематизации предложений. При этом вероятность выхода на оптимальные (оригинальные) решения достаточно высокая.

Метод коллективного блокнота рекомендуется для решения следующих задач:

-     поиск функционально-схемных, пространственно-компоновочных технологичных конструкторских решений;

-     разработка и совершенствование технологических процессов изготовления изделия;

-     поиск дизайн решений;

-     обновление ассортимента и разработка орудий трудовым коллективам, для индивидуальной трудовой деятельности, приусадебных участков и товаров народного потребления;

-     поиск путей автоматизированного изготовления изделий, обходных кон­структорских решений и новых сфер применения инженерных решений в условиях маркетинговой деятельности предприятий.

Среди условий, в которых можно решать задачи, используя данный метод, можно назвать применение метода для решения единичных и многократно решаемых однотипных задач. Также важно, что состав группы остается постоянным до конца решения одной из задач, но может меняться частично или полностью для решения другой задачи. Кроме того, в группу должны входить более подготовленные участники, являющиеся специалистами в решаемом вопросе и в других областях. В методологии поиска глубокие знания не обязательны, что удобно для применения метода коллективного блокнота в студенческой группе, члены которой пока дипломированными специалистами не являются.

Цель метода музейного эксперимента – активизировать сознание студента для поиска конкретных технических решений. В процессе поиска используются музейные экспонаты, технические решения, реализо­ванные в изделиях прошлых лет (веков, тысячелетий).

Метод предложен группой специалистов по синектике в 1970 году. Особенность его заключается в следующем. Учебная группа посещает музей истории техники и осматривает натуральные экспонаты древних культур эскимосов, полинизейцов, индейцев, африканских народностей, скифов, кельтов и т. д. При этом изучаются технические объекты и отбираются те из них, которые производят наибольшее впечатление техническим совершенством и оригинальностью для своего времени. Эти объекты и принципы их действия тщательно изучаются с точки зрения выполняемых ими функций.

После возвращения из музея делается попытка реконструировать возможный ход мысли древнего изобретателя. Реконструкция осуществляется по схеме синектического процесса в письменном виде. Разрешается использовать только те понятия, термины и объекты, которые были известны во время создания изобретения.

Чаще всего на практике метод музейного эксперимента используется лишь для обоснования концепций синектики. Однако он может иметь более широкое применение. Следует обязательно объяснить студентам, что технический прогресс осуществляется по закону спиралевидного развития. Однажды найденное техническое решение входит в золотой фонд технического творчества, к которому человек периодически возвращается на более высоком витке развития, в иных условиях, располагая уже другими техническими возможностями. По этой причине изучение истории создания древних изобретений нередко может способствовать созданию высокоэффективных современных изобретений. Это объясняется и другими причинами. Случается, что уже давно найденные в человеческой практике инженерные способы и конструкции оказываются забытыми. Особый интерес представляют поиск древних изобретений, которые не получили широкого внедрения.

Музейный эксперимент можно проводить с разными экспонатами. Перспективно также изучение археологических, палеонтологических находок, осмысление строения древних животных и растений – как аналогий-прототипов современных технических устройств.

Метод музейного эксперимента имеет сходные с методом коллективного блокнота характеристики и применение. Отличие заключается в использовании специального информационного обеспечения в виде музейных экспонатов и заданных технических решений, выступающих в роли подсказок. В сопоставлении с методом коллективного блокнота сужается сфера поиска, зато конкретизируется задача и более точно задаётся направление изысканий. В этой связи можно отметить также сходство метода музейного эксперимента с эвристическими методами, хотя эвристика – обычная и даже, можно сказать, обязательная составляющая любого инженерного творчества. Метод не гарантирует на все сто процентов выход на рациональное решение, но является хорошим дополнительным приемом и может быть использован в сочетании с другими методами, в частности, с методом коллективного блокнота, при построении стратегии поиска.

Метод музейного эксперимента может быть рекомендован для решения следующих задач:

-     поиск функционально-схемных, пространственно-компоновочных и технологических решений;

-     разработка и совершенствование технологических процессов изготовления изделий;

-     поиск дизайн решений;

-     обновление ассортимента и совершенствование сельхозинвентаря и сельхозорудий, товаров народного потребления;

-     поиск путей автоматизированного изготовления изделия и обходных конструктивных решений;

-     поиск новых сфер применения инже­нерных решений.

Метод универсален и предполагает самое различное применение. Его рекомендуется использовать и для решения единичных задач, и применять многократно для решения однотипных задач. Состав группы исследователей, использующих данный метод, может быть постоянным или переменным с постоянным ядром, что очень удобно для использования в студенческой группе. Для решения конкретной задачи поиск осуществляется в одиночку или коллективно, желательно, с группой, хорошо владеющей рассматриваемым вопросом и знакомой (хотя и не обязательно) с методикой поиска. Время для анализа должно ограничиваться, например, временем в две недели (до следующего практического занятия).

Умение творчески мыслить, самостоятельно находить нестандартные решения сложных исследовательских задач технического характера – одно из важнейших профессиональных умений, получаемых студентом в техническом вузе и развиваемых им затем в течение всей жизни. Инженерное творчество – база плодотворной инженерной деятельности. Методы коллективного блокнота и музейного эксперимента рассчитаны на применение при изучении инженерного творчества как оригинальные методы, способные привлечь внимание студентов и стимулировать их учебную активность.