I.S. “E.Fermi”Istituto Tecnico Settore tecnologico

Mantova

PROBLEM SOLVING

1by: K.Nosari

Viviamo in un mondo Che cambia rapidamente.La velocità delle trasformazionie la continua comparsa di novità Non danno tregua.Non è facile orientarsi.La conoscenza diventa rapidamente obsoleta e superata.Oggi non è sufficiente esserespecializzati in un singolo settoreo imparare soluzioni standard buonein ogni occasione ……. Imparare a focalizzare la creatività sugli obiettivi e puntare sull’innovazione continua sono abilitàfondamentali per vincere le sfidedel nostro tempo…..

2Tetris project

Per problem solving si intende la capacità di un individuo di mettere in atto processi cognitivi per affrontare e risolvere situazioni reali e interdisciplinari, per le quali il percorso di soluzione non è immediatamente evidente e nelle quali gli ambiti di competenza o le aree curricolari che si possono applicare non sono all’interno dei singoli ambiti della matematica, delle scienze o della lettura.

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L'approccio scientifico alla risoluzione dei problemi inizialmente era sviluppata secondo uno schema puramente intuitivo:

• percezione dell'esistenza di un problema• definizione del problema• analisi del problema e divisione in sottoproblemi• formulazione di ipotesi per la risoluzione del

problema• verifica della validità delle ipotesi• valutazione delle soluzioni• applicazione della soluzione migliore

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METODOLOGIE:

FARE Focalizzare• Creare un elenco di problemi• Selezionare il problema• Verificare e definire il problema• Descrizione scritta del problema

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Analizzare:• Decidere cosa è necessario sapere• Raccogliere i dati di riferimento• Determinare i fattori rilevanti• Valori di riferimento• Elenco dei fattori critici

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Risolvere• Generare soluzioni alternative• Selezionare una soluzione• Sviluppare un piano di attuazione• Scelta della soluzione del problema• Piano di attuazione

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Eseguire:• Impegnarsi al risultato aspettato• Eseguire il piano• Monitorare l'impatto durante

l'implementazione• Impegno organizzativo• Completare il Piano.• Valutazione finale

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• Problem solving è risolvere il problema• Problem reading è rendersi conto del

problema• Problem setting è definire il problema• Problem analysis è scomporre il problema

principale in problemi secondari

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Che cosa chiamiamo problema?

• Un problema è un ostacolo che rende difficile raggiungere un determinato obiettivo o soddisfare una certa esigenza, frapponendosi tra la volontà dell'individuo e la realtà oggettiva.

[Wikipedia]

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(sinonimi: difficoltà, brutta situazione, questione, ……

1. Come fare a mettere una giraffa nel frigorifero?

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quiz sviluppato dalla Anderesen Consulting (oggi Accenture)

ALCUNI GIOCHI IN TEMA DI CREATIVITA’ INDIVIDUALE

2. Come fare per mettere un elefante nel frigorifero?

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3. Il Re leone ha organizzato un’assemblea con gli animali: tutti gli animali sono presenti tranne uno. Quale?

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4. Dovete superare un fiume, ma è popolato di alligatori. Che cosa intendete fare?

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5. Si guardi la figura sotto. C'è un uomo che tiene un ciocco di legno in mano. Che cosa succede al ciocco di legno quando l'uomo apre la sua mano?

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Possibilità 1. Se l’uomo è sulla terra:

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Possibilità 2. Se l’uomo è sott’acqua:

Possibilità 3. Se l’uomo è nello spazio:

… il ciocco CADRA’ per terra a causa della gravità

… il ciocco RISALIRA’ in superficie perché il suo peso specifico è minore di quello dell’acqua.

… il ciocco NON SI MUOVERA’ perché non sarà soggetto ad alcuna forza.

"Creativity is not a born gift. Every engineer can learn to be inventive."

Genrich Altshuller

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TRIZTRIZ: Theory of Inventive Problem Solving il problem solving creativo

è l’acronimo del termine russo “Теория решения изобретательских задач” (Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch) che significa letteralmente “Teoria per risolvere i problemi degli inventori”.

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Immagini tratte da TETRIS 20

Animazione 2 – Il concetto di contraddizione e la formulazione del Risultato Maggiormente Desiderabile

21Immagini tratte da TETRIS

Animazione 2 – Il Modello a Tenaglia: una comparazione tra la situazione attuale ed il Risultato Maggiormente Desiderabile permette di identificare gli ostacoli presenti sotto forma di contraddizioni.

22Immagini tratte da TETRIS

Animazione 3 – L’esasperazione delle contraddizioni permette di superare l’inerzia psicologica.

23Immagini tratte da TETRIS

Animazione 4 – Il processo di ideazione aiuta a superare l’inerzia psicologica ed indirizza verso la soluzione più economicamente conveniente e maggiormente efficace.

24Immagini tratte da TETRIS

Animazione 5 – Il processo di ideazione aiuta a superare l’inerzia psicologica ed indirizza verso la soluzione più economicamente conveniente e maggiormente efficace.

25Immagini tratte da TETRIS

Animazione 5 – Operatore di Sistema: l’approccio TRIZ al metodo di sistematizzazione del pensiero.

26Immagini tratte da TETRIS

Animazione 5 – Modello Su-Field e Soluzioni Inventive Standard.

27Immagini tratte da TETRIS

Perché un problema è difficile?

Provate a formulare una serie di ragioni. Posizionatele in ordine di importanza.

1. ______________________________2. ______________________________3. ______________________________4. ______________________________………………………………………………..………………………………………………..

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Come si cercano le soluzioni ai problemi? (1)

29RICERCA NON SISTEMATICA

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Come si cercano le soluzioni ai problemi? (2)

studi sistematiciRICERCA SISTEMATICA

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Come si cercano le soluzioni ai problemi? (3)

ANALISI SISTEMATICA

STRATEGIE DIVERSE: Per tentativi non sistematici- COME risolvere il problema? Indovinando la risposta. Per

tentativi (Trial & Error process) Tentativi sistematici- COME trovare una soluzione? Ricerca di soluzioni. Intensificare

la ricerca per tentativi ( Trial-and-Error process)

Analisi sistematica della situazione problematica

- PERCHE’ c’è il problema? Sviluppo di una soluzione.

Riduzione dell’area di ricerca..

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Come si cercano le soluzioni ai problemi?

RICONOSCERE IL PROBLEMA

ANALIZZARE IL PROBLEMA

SVILUPPARE CONCETTI RISOLUTIVI

VALUTARE LE SOLUZIONI

COME TROVARE UN NUMERO?

Si deve individuare, nel più breve tempo possibile, un numero nell’intervallo da 0 a 1000.

Come si potrebbe fare?

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Non è il problema che è difficile mail modo in cui ci si approccia...

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Il compito principale del processo del problem solving

come “ridurre l’area di ricerca” evitando di “ripetere le operazioni o di

commettere errori” superando le restrizioni “dell’inerzia mentale” senza ridurre “la potenza della soluzione”

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Contraddizione: la contraddizione insorge quando vi sono due specifiche di progetto in contrasto tra di loro, mutuamente escludenti, sullo stesso oggetto o sistema.

Es° la parete dello Space shuttle deve essere leggera per diminuire la massa dello Shuttle, quando lo si spinge in orbita, fuori dall’atmosfera. Questo però non può essere realizzato diminuendo semplicemente lo spessore delle pareti, a causa dell’impatto termico a cui sarà sottoposto lo Shuttle al rientro nell’atmosfera terrestre. la contraddizione sorge tra le due specifiche di progetto: lo spessore delle pareti deve essere grande e sottile allo stesso tempo.

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Si possono fare molti esempi di ricerca in situazioni di contraddizione:

1. La robustezza e la sicurezza, il peso di un’automobile e l’efficienza del motore

2. La sicurezza nell’apertura di una valvola e la facilità delle operazioni

3. Rapidità ed efficienza nell’accesso ad un’informazione con la necessità della sua sicurezza e protezione

4. La sicurezza nella chiusura di un coperchio di un serbatoio in pressione rispetto al numero degli elementi richiesti per aprirlo

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Caratteristica chiave del TRIZ Superare una contraddizione senza accettare compromessi.

Tre categorie di contraddizione: Contraddizione amministrativa o gestionale Contraddizioni tecniche Contraddizioni fisiche

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È un problema che richiede una soluzione “innovativa”, dato che ogni soluzione nota include degli elementi negativi inaccettabili.

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Contraddizione amministrativa o gestionale:

Contraddizioni tecniche:

Sono i classici trade-off. La situazione ideale non può essere raggiunta perché qualche elemento del sistema lo impedisce, cioè se uno dei parametri del sistema migliora, un altro peggiora.

Es° una bombola è in grado di sostenere pressioni elevate (positivo), ma il suo peso è cresciuto notevolmente (negativo).

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Contraddizioni fisiche:

Sono quelle situazioni in cui in un sistema sono richiesti requisiti in contraddizione con i parametri di controllo o di sviluppo.

As es° una pentola deve essere calda all’interno, per

cucinare il cibo, ma fredda all’esterno per evitare scottature

L’illuminazione pubblica deve essere sufficientemente luminosa per illuminare la strada ma evitando però l’inquinamento luminoso

Contraddizioni Le contraddizioni sono la chiave per risolvere un

problema. È la migliore formulazione a cui si può arrivare per applicare gli strumenti di risoluzione TRIZ (principi separazione + principi inventivi);

Rappresentano il giusto grado di astrazione nella descrizione per poter confrontare soluzioni tecniche uguali in campi lontani;

Sono la chiave per poter spiegare la crescita evolutiva da una configurazione di prodotto ad un’altra.

Per ottenere i massimi benefici, le contraddizioni vanno risolte evitando ogni compromesso.

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Modello di contraddizione

Specificsituationrestriction

Demand – 1

Because of …

Elementor its

featureDemand – 2

(opposite to Demand -1)

ObjectiveLaws ofNature

Because of …

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Cos’è una contraddizione?

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Le risorse

Concetto base del P.S. “Risultato finale ideale”

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Il risultato finale ideale

Secondo questo concetto, un sistema tende ad evolvere sempre verso una sempre maggiore idealità, dove l’idealità è intesa come:

la somma di tutti i fattori utili (la funzione primaria e tutte le funzioni ausiliarie che aiutano a realizzarla);

la somma dei fattori inutili ed indesiderabili/dannosi

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Bibliografia:TETRISRANDIT

TA GROUPAREA Science Park

Università degli studi di BergamoAccenture

Uni UD