Экологический алгоритм, или Как бороться с отходами нефтепереработки

В любом деле, которое творит человек, в технике есть две составляющие: мастерство – то, чему можно научиться с помощью конкретных методик и упражнений, и творчество – то, чему нельзя было научить с уверенностью, потому что не существовало технологий творчества и методик обучения ему. Теперь такая технология есть – это ТРИЗ. ТРИЗ – теория решения изобретательских задач.

ТРИЗ-педагогика ставит своей целью формирование сильного мышления и воспитание творческой личности, подготовленной к решению сложных проблем в различных областях деятельности. Ее отличие от известных средств проблемного обучения – в использовании мирового опыта, накопленного в области создания методов решения изобретательских задач. Этот опыт переработан и согласован с целями педагогики.
Подобная технология обучения требует компактной, концентрированной подачи учебного материала, новых форм организации работы с использованием основных решательных инструментов ТРИЗ.
Конечно, в первую очередь для поиска таких решений нужны фундаментальные знания наук, но даже отличных, энциклопедических знаний недостаточно для получения новых, неизвестных в практике данной отрасли решений. Обучение применению методов ТРИЗ, как правило, проводят с помощью задач, решенных в реальной практике жизни, на основе реальных изобретений.
Химия – не единственный предмет в учебной программе школьников и далеко не основной, поэтому для успешного усвоения материала необходимо заинтересовать учеников.
Ошибочно считается, что школьные знания в реальном творчестве непригодны. Но анализ изобретений инженеров и ученых показывает, что большинство их находится в области школьных знаний, хотя для реального воплощения этих идей требуются знания специалистов.
Предлагаем рассмотреть ход решения задачи с использованием алгоритма ТРИЗ.
Задача
Не слишком загрязненная вода способна к самоочищению. Важную роль в этом процессе играют водные микроорганизмы, способные окислить нефтепродукты. Иногда для очистки воды от органических загрязнений в нее вводят специально выращенные дрожжевые бактерии. Но вводить в воду “чистые” микроорганизмы неудобно: они распределяются по поверхности неравномерно, уносятся ветром. Как быть?

Вероятный ход решения
1. Техническое содержание для очистки воды от нефтепродуктов.
2. Включает воду, водные микроорганизмы, дрожжевые бактерии.
3. Нежелательный эффект-1: вода загрязнена нефтепродуктами.
4. Средство устранения: применяют специально выращенные дрожжевые бактерии.
5. Нежелательный эффект-2: бактерии уносятся ветром.
6. Техническое противоречие-1: если применять специально выращенные дрожжевые бактерии, то очищается загрязненная вода от нефтепродуктов и других органических веществ, но бактерии уносятся ветром и неравномерно распределяются по водной поверхности.
7. Техническое противоречие-2: если не рассеивать дрожжевые бактерии, то ветер их не уносит, но бактерии еще хуже распределены по воде, загрязненной нефтепродуктами.
8. Главное техническое противоречие: ТП-1. Дрожжевые бактерии надо рассеять по поверхности моря.
9. Усиленное техническое противоречие: очень легкий порошок разносится ветром по всей водной поверхности.
10. Даны легкий порошок дрожжей и пленка нефти.
11. Необходимо равномерно распределить порошок дрожжей.
12. Что нужно улучшить? Добиться равномерного распределения легкого порошка на поверхности нефтяной пленки по воде. Выбираем в таблице выбора приемов устранения технических противоречий: увеличить площадь неподвижного объекта.
13. Как обычно это делают? Рассыпают с большой высоты.
14. Что при этом ухудшается? Легкий порошок падает на поверхность пленки нефти неравномерно, это вредный фактор самого объекта.
15. Выбираем из таблицы устранение противоречий – прием 22: принцип – обратить вред в пользу. (Использовать вредные факторы, сложить их с другими, усилить их так, чтобы они перестали быть вредными).
16. Прием 1 – принцип дробления. (Разделить объект на части, увеличить степень его дробления).
17. Идея: как раздробить порошок? Он и так раздроблен, остается его разбавить другим порошком.
18. Прием 40 – применение композиционных материалов.
19. Идея: к легкому порошку дрожжей добавить пористый инертный и тяжелый гидрофобный порошок, который не очень сильно разносится ветром, не тонет и хорошо удерживает дрожжи.
Итого: микроорганизмы необходимо “разбавить” кусочками инертного материала. Формуют силикагель с дрожжевыми микроорганизмами. Для того чтобы гранулы силикагеля не утонули, к ним добавляется не смачивающееся водой (гидрофобное) вещество, например графит. Такую композицию можно напылять на нефтяное пятно с вертолета.
Таблица приемов разрешения противоречий ввиду ограниченности объема статьи не приводится.

Элеонора ВОРОНИНА,
учитель химии школы N 48;
Валерий МИХАЙЛОВ,
доцент Чувашского государственного университета

Чебоксары