10 - 11 клас Технології. Винахідництво як рушійна сила розвитку сучасних технологій 31.01.2022

                    

10 -11 клас 31.01.2022

Тема: Винахідництво як рушійна сила розвитку сучасних технологій

        Основні поняття: винахідництво, винахід, технічний прогрес, технічна суперечність.        

                                      ВИНАХІДНИЦТВО - ШЛЯХ ДО ПРОГРЕСУ

Перші винаходи людини стосувалися вдосконалення чи створення знарядь праці, адже найголовнішим було завдання вижити, видобути з природних джерел усе необхідне для існування. Так, відомі сьогодні предмети, явища та процеси, які допомагали людині створювати життєвий простір — вогонь, вода, знаряддя праці і т. д., були у свій час винаходами. Первісна людина спиралась на підказки природи: наприклад, блискавка, що спричинила пожежу в лісі, допомогла винайти спосіб використання вогню і, зокрема, горіння як процес для приготування їжі. Кам’яні знаряддя праці, списи, наскальні малюнки, посуд, колесо — інші приклади перших винаходів.

Процес створення нового безперервний: супроводжує людину протягом усієї історії розвитку суспільства. Сьогодні із впевненістю можна стверджувати, що майже всі речі, які нас оточують — ручка для письма, мобільний телефон, сорочка, сукня, ґудзики, скло та багато іншого, — це результат діяльності нашого розуму. Це — винаходи. Винаходи, зроблені людьми, котрі прагнули до створення чогось нового, що полегшить працю, а отже, і життя людей.

Є категорія допитливих людей, які викликають цікавість та захоплення в оточення. Це люди-творці. Непохитні перед труднощами, завжди шукають відповіді на проблеми і завдання, що ставить життя або ж сама природа перед людиною.

Люди-творці — це представники різноманітних професій — водії, механіки, шахтарі, музиканти, лікарі, вчителі, слюсарі, будівельники, фермери, менеджери та багато інших. Вони намагаються створити нове, яке або ще не існує, або не має практичного застосування. Таким чином відбувається розвиток науки, техніки, технологій. Проте на кожен створений людиною процес чи винахід природа відповідає новим завданням, яке стає дедалі складнішим у порівнянні з попереднім.

Ці завдання вже неможливо розв’язати лише методом спроб і помилок або шляхом простого копіювання з природи. Нові завдання потребують наукового підходу для їх розв’язання і вироблення спеціальних прийомів роботи. У зв’язку з цим винахідництво як процес творчого пошуку нових форм і методів розв’язання технічних і соціальних проблем сформувалося в окрему галузь діяльності людини.

До створення машин винахідництву був властивий випадковий характер, і його провідним підходом був метод спроб і помилок. Проте в міру розвитку технічного прогресу виникла необхідність у вивченні самих винаходів як продукту творчої діяльності людини.

Психологи вивчають процес створення винаходів як результат інтелектуальної діяльності людини, її творчого пошуку.

Нова наука — евристика — розглядає механізми творчої діяльності людини, відкриває закономірності створення винаходів. 

Соціологи вивчають зв’язок між розвитком винахідницької діяльності, соціальним та науковим прогресом. 

Винаходи с предметом дослідження істориків, оскільки с ознакою нової сходинки історичного розвитку науки і техніки, що значною мірою впливає на розвиток суспільного устрою. 

Економісти розглядають винахід як засіб підвищення ефективності виробництва, тому що саме винахід спроможний вирішити проблему економії ресурсів, фінансів тощо. Поняття винаходу вивчають і як об’єкт права у зв’язку із суспільною цінністю винаходів і пов’язаних з ними відносин.

Винаходом вважають новий, із суттєвими відмінностями, технічний розв’язок задачі в будь-якій галузі економіки, соціального розвитку, науки, культури, техніки, оборони, що має позитивний ефект.

                           ТЕХНІЧНА СУПЕРЕЧНІСТЬ - ОСНОВА ВИНАХОДУ 

       Нове народжується з подолання суперечності — це неухильний закон природи. Тому в основі будь-якого винаходу лежить суперечність та її розв’язок.

Перш ніж розглянути способи і методи подолання суперечностей, з’ясуємо, у чому полягає ця суперечність.

      Спершу наведемо приклади.

                                                 ТЕХНІЧНІ СУПЕРЕЧНОСТІ

Скляний посуд бажано робити більш містким. Але це неможливо: він б’ється під час транспортування. Ось перший приклад суперечності: з одного боку, треба було б робити посуд великим, що з другого боку, неможливо через його крихкість. Подібні суперечності, які стосуються вдосконалення чи створення об’єктів технологічної діяльності людини, називають технічними.

        Розглянемо інший приклад. Сонцезахисні окуляри, як правило, виготовляють із затемненого скла. Ця затемненість досить часто не дозволяє чітко та ясно бачити предмети. Разом з тим, чим світліші окуляри, тим більше вони втрачають свої захисні властивості від променів сонця. Отже, очевидною є технічна суперечність: сонцезахисні окуляри мають бути темними і водночас не повинні бути такими.

        До речі, кожен із наведених прикладів технічних суперечностей сьогодні має часткове розв’язання: створено скляний посуд, який майже не б’ється, й окуляри, що реагують на сонячне світло, — чим його більше, тим вони темніші, і навпаки.

       Робота винахідника чи конструктора серед інших видів діяльності полягає в тому, щоб усувати технічні суперечності.

        Сьогодні, наприклад, актуальним для сучасного виробництва с безвідходний процес обробки конструкційних матеріалів або процес обробки з мінімальними відходами. Тут неважко помітити, що, приміром, під час різання будь-якого матеріалу чим тоншим є полотно ножівки, тим менше матеріалу йде у відходи. Тому доцільно зробити полотно пилки тонким. Однак у цьому разі воно швидко виходитиме з ладу (нагріватиметься і внаслідок цього ламатиметься). Отже, воно має бути міцним. Таким чином, суть суперечності: полотно має бути тонким і водночас міцним (тобто достатньо товстим, щоб не зазнавати деформації).

        Відповідно до суперечності формулюють завдання: який матеріал обрати для полотна? Цей матеріал повинен об’єднати у собі дві якості —

бути тонким і водночас міцним. Винахідник розмірковує: метал? Очевидно ні, бо будь-який метал згинатиметься чи ламатиметься. Пластмаса? Також ламається чи гнеться, а від тертя ще й плавиться. Скло? Крихке, хоча й створено сьогодні зразки досить міцного скла. Але для вирішення цієї задачі полотно пилки має бути міцним і водночас надтонким (хоча би його робоча частина), щоби звести утворення тирси до мінімуму.

      Переглядаючи різні варіанти конструкційних матеріалів, винахідник доходить висновку: якщо, по-перше, створити таку пилку з твердого матеріалу, то вона буде економічно невигідною, а по-друге (це очевидно з першого висновку), тверді матеріали для вирішення проблеми не підходять узагалі. В процесі застосування певних методів (♦ мозковий штурм», синектика тощо) роблять висновок, що матеріалом для пилки може бути рідина, наприклад вода. Численні експерименти виявили, що тонкий струмінь води під великим тиском може різати будь-які метали (а тим більше деревину), і що головне — без утворення тирси.

      Далі розглянемо найбільш поширені у практиці винахідництва і сучасних технологій методи створення нових ідей чи подолання технічних суперечностей.

                                         Винаходи минулого і сучасності

Гіпсова пов'язка:

⦁ Микола Пирогов - засновник військово-польової хірургії, започаткував використання анастезії при оперативних втручаннях, вперше в історії світової медицини застосував гіпсову пов'язку.

⦁ Компакт-диск.  Мало хто знає, що прообраз компакт-диска в кінці 1960-х винайшов аспірант Київського інституту кібернетики В'ячеслав Петров. Тоді розробка носила науковий характер і не мала нічого спільного з музикою. Оптичний диск був створений для супер ЕОМ.

⦁ Електричний трамвай. На початку 1870-х полтавчанин Федір Піроцький розробив технологію передачі електроенергії через залізний дріт. У 1880 році Піроцький представив проект застосування електрики "для руху залізничних потягів з подачею струму". Через рік в Берліні поїхав перший трамвай, вироблений компанією Siemens за схемою українця.

                                    

                                         ЗАПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ: 

1. Що таке винахід? Назвіть відомі вам приклади винаходів.

2. Поясніть, як винахідництво сприяє прогресу людства.

 3. Які науки досліджують винахідництво й винаход

 4. Що таке технічна суперечність як основа винаходу? Наведіть свої приклади.

Телефон для консультацій:  068 914 86 43  

Бажаю успіхів, здоров'я вам та вашим рідним.