Кафедра біомедичної інженерії

[BMF31] Теорія рішення винахідницьких задач

Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)

Реквізити навчальної дисципліни

Рівень вищої освіти	Перший (бакалаврський)
Галузь знань	16 - Хімічна та біоінженерія
Спеціальність	163 - Біомедична інженерія
Освітня програма	Всі ОП
Статус дисципліни	Вибіркова (Ф-каталог)
Форма здобуття вищої освіти	Очна
Рік підготовки, семестр	Доступно для вибору починаючи з 4-го курсу, осінній семестр
Обсяг дисципліни	4 кред. (Лекц. 26 год, Практ. 28 год, Лаб. год, СРС. 66 год )
Семестровий контроль/контрольні заходи	Залік
Розклад занять	https://rozklad.kpi.ua
Мова викладання	Українська / Англійська
Інформація про керівника курсу / викладачів	Лекц.: Овчаренко Г. Р., Практ.: Овчаренко Г. Р.,
Розміщення курсу

Програма навчальної дисципліни

1. Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання

Навчальна дисципліна «Теорія рішення винахідницьких задач» належить до циклу вибіркових навчальних дисциплін фахової підготовки бакалавра, циклу дисциплін для здобуття поглиблених знань зі спеціальності. Вона розрахована на бакалаврів четвертого року навчання.

Дисципліна формує системний підхід, що значно підвищує ефективність творчої праці та розвиває інженерне мислення і підходи до вивчення медико-біологічних об’єктів. Відповідно до міжнародних освітніх програм теоретичний зміст дисциплін включає вивчення методів розвитку творчої уяви та активації рішення технічних задач, відмінності між проблемою та задачею, принципи постановки та формулювання задач, що допомагає виявити суть завдання та правильно визначити основні напрямки пошуку, як систематизувати пошук інформації, принципи логічного та системного мислення, оточуючий світ як система: технічна, інформаційна, біологічна та інші, закони розвитку технічних систем, алгоритм рішення винахідницьких задач, основні принципи застосування теорії у технічних і нетехнічних сферах.

Мета дисципліни: формування медико-інженерного світогляду на основі узагальнених та систематизованих базових знань для підготовки фахівців здатних застосовувати знання у практичних ситуаціях, розуміти предметну область професійної діяльності, використовувати інформаційні і комунікаційні технології, обробляти і аналізувати інформацію з різних джерел, ідентифікувати, формулювати і вирішувати проблеми біомедичної інженерії.

При викладанні навчальної дисципліни для активізації навчального процесу передбачено застосування сучасних навчальних технологій, таких, як: проблемні лекції, "мозковий штурм". Також застосовуються пояснювально-наочний проблемний виклад; частково-пошуковий та дослідницький методи, словесні, наочні і практичні методи; на практичних заняттях застосовуесться частково-пошуковий, або евристичний метод, який навчає пошуку вірних шляхів та методів розв’язування задач, репродуктивні й проблемно-пошукові, пізнавальні ігри, навчальні дискусії.

Під час навчання та для взаємодії зі студентами використовуються сучасні інформаційно-комунікаційні та мережеві технології, розроблений та постійно вдосконалюється відповідний он-лайн курс на платформі «Сікорський».

Загальні компетентності (ОП введено в дію Наказом ректора НОН/89/2023 від 19.04.2023 р.):

ЗК 1 - Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях.

ЗК 2 - Знання та розуміння предметної області та розуміння професійної діяльності.

ЗК 6 - Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел.

ЗК 7 - Здатність генерувати нові ідеї (креативність).

Спеціальні (фахові) компетентності (ОП введено в дію Наказом ректора НОН/89/2023 від 19.04.2023 р.):

ФК 9 – Здатність ідентифікувати, формулювати і вирішувати інженерні проблеми, пов’язані з взаємодією між живими і неживими системами.

ФК 11 – здатність розуміти технічні і функціональні характеристики систем, методів і процедур, що використовуються в профілактиці, діагностиці та терапії.

ФК 13 – здатність забезпечувати та контролювати дотримання безпеки та біомедичної етики при роботі з медичним обладнанням.

Програмними результатами навчання після вивчення дисципліни є (ОП введено в дію Наказом ректора НОН/89/2023 від 19.04.2023 р.):

ПРН 1 - Застосовувати знання основ математики, фізики та біофізики, біоінженерії, хімії, інженерної графіки, механіки, опору та міцності матеріалів, властивості газів і рідин, електроніки, інформатики, отримання та аналізу сигналів і зображень, автоматичного управління, системного аналізу та методів прийняття рішень на рівні, необхідному для вирішення задач біомедичної інженерії.

ПРН 2 - Формулювати логічні висновки та обґрунтовані рекомендацій щодо оцінки, експлуатації та впровадженні біотехнічних, медико-технічних та біоінженерних засобів і методів.

ПРН 8 - Розуміти теоретичні та практичні підходи до створення та керування медичним обладнанням та медичною технікою..

ПРН 9 - Розуміти теоретичні та практичні підходи до створення та застосування штучних біологічних і біотехнічних об’єктів та матеріалів медичного призначення.

ПРН 22 - Розуміння науково-технічних принципів, методів і способів досліджень, які покладено в основу розробки, планування та проєктування новітніх досягнень в галузі біомедичної інженерії..

2. Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)

Дисципліна має міждисциплінарний характер. Вона інтегрує відповідно до свого предмету, базові характеристики і визначення інших освітніх і наукових галузей професії: клінічна інженерія, біоінженерія, біомеханіка, біотехнології, біоінструментарій, біоматеріалознавство, біомедична кібернетика, медична термінологія.

Для вивчення дисципліни «Теорія рішення винахідницьких задач» необхідні знання історичного ходу розвитку науки та техніки.

За структурно-логічною схемою програми підготовки бакалавра тісно пов’язана з іншими дисциплінами професійного блоку та дисциплінами блоку мовно-практичної підготовки.

Отримані практичні навички та засвоєні теоретичні знання під час вивчення навчальної дисципліни «Теорія рішення винахідницьких задач» можна використовувати в подальшому під час проходження переддипломної практики та дипломного проектування.

Необхідні навички

1. Знання іноземної мови.

2. Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу.

3. Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел.

4. Здатність працювати в команді.

3. Зміст навчальної дисципліни

Розділ 1. Теорія рішення винахідницьких задач

Тема 1. Задача: типи, рівні.

Тема 2. Протиріччя: основи формулювання протиріч різного рівня

Тема 3. Методи розвитку творчої уяви та активації рішення задач.

Тема 4. Система: технічна, інформаційна, біологічна.

Тема 5. Закони розвитку ТС.

Тема 6.АРВЗ.

Тема 7.Прийоми ТРВЗ.

Тема 8.Основні принципи застосування АРВЗ.

Тема 9.ТРВЗ у нетехнічних сферах.

Тема 10.Оцінка розробок по ТРВЗ.

4. Навчальні матеріали та ресурси

Базова література

Важинський С.Е., Щербак Т І. Методика та організація наукових досліджень : Навч. посіб. /

С. Е. Важинський, Т І. Щербак. – Суми: СумДПУ імені А. С. Макаренка, 2016. – 260 с.

ISBN 978-966-698-223-3

Режим доступу: https://nuczu.edu.ua/sciencearchive/Articles/gornostal/vajinskii%20posibnyk.pdf

Стандарт вищої освіти зі спеціальності 163 Біомедична інженерія / Мін-ство освіти і науки України, НТУУ «КПІ». Київ, 2020. – 18 с.

Режим доступу: http://bmi.fbmi.kpi.ua/wp-content/uploads/2020/09/163-biomedichnainzheneriya-bakalavr.pdf

Освітньо-професійні програми першого (бакалаврського) рівня вищої освіти: Медична інженерія та Регенеративна та біофармацевтична інженерія / Мін-ство освіти і науки України, НТУУ «КПІ». Київ, 2021. –19 с.

Режим доступу: https://osvita.kpi.ua/163

ПОЛОЖЕННЯ ПРО ОРГАНІЗАЦІЮ ОСВІТНЬОГО ПРОЦЕСУ В КПІ ІМ. ІГОРЯ СІКОРСЬКОГО / Мін-ство освіти і науки України, НТУУ «КПІ». Київ, 2020. – 17с.

Режим доступу: https://document.kpi.ua/files/2020_7-124.pdf

Допоміжна література

Палеха Ю. Основи науково-дослідної роботи / Ю. Палеха, Н. Леміш. – Київ: Ліра-К, 2017. – 336 с. – ISBN 978-966-2609-31-8

Інформаційні ресурси

Платформа Сікорський – https://do.ipo.kpi.ua/course/view.php?id=3115
Інформаційна служба КПІ ім. Ігоря Сікорського https://document.kpi.ua/
Факультет біомедичної інженерії https://fbmi.kpi.ua

Навчальний контент

5. Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)

№ з/п	Тема	Програмні результати навчання	Основні завдання
№ з/п	Тема	Програмні результати навчання	Контрольний захід	Термін виконання
1.	Тема 1. Задача: типи, рівні. Відмінності між проблемою та задачею. Постановка та формулювання задачі на базі розуміння науково-технічних принципів, методів і способів досліджень.	ПРН 1, 22	Практична робота 1-2	1-2-й тиждень
2.	Тема 2. Протиріччя: основи формулювання протиріч різного рівня базуючись на знаннях основ математики, фізики та біофізики та методів прийняття рішень на рівні, необхідному для вирішення задач біомедичної інженерії.	ПРН 1, 2, 8, 9, 22	Практична робота 3-4	3-4-й тиждень
3.	Тема 3. Методи розвитку творчої уяви та активації рішення задач для планування та проєктування новітніх досягнень в галузі біомедичної інженерії. Методи мозкового штурму, фокальних об’єктів та інші. Переваги та недоліки методів індивідуальної та групової роботи.	ПРН 22	Практична робота 5-6	5-6-й тиждень
4.	Тема 4. Система: технічна, інформаційна, біологічна: теоретичні та практичні підходи до створення мед. обладнання та техніки, штучних біологічних і біотехнічних об’єктів та матеріалів медичного призначення.	ПРН 1, 2, 8, 9, 22	Практична робота 7-8	7-8-й тиждень
5.	Тема 5. Закони розвитку ТС. Розуміння життевих циклів технічних систем для формулювання логічних висновків та обґрунтування рекомендацій щодо оцінки, експлуатації та впровадженні біотехнічних, медико-технічних та біоінженерних засобів і методів.	ПРН 1, 2, 8, 9, 22	Практична робота 9-10	9-10-й тиждень
6.	Тема 6.АРВЗ: основні етапи: визначення типу задачі, формулювання протиріччя та ІКР, оцінка ресурсів.	ПРН 1, 22	Практична робота 11-12	11-12-й тиждень
7.	Тема 7.Прийоми ТРВЗ. Основні прийоми, принципи їх застосування. Основні складності застосування прийомів рішення винахідницьких задач.	ПРН 1, 22	Практична робота 13	13-й тиждень
8.	Тема 8.Основні принципи застосування АРВЗ: поняття «ідеальний кінцевий результат», «ідеальна технічна система», «ідеальна речовина», «ідеальна форма», «ідеальний процес».	ПРН 1, 2, 8, 9, 22	Практична робота 14	14-й тиждень
9.	Тема 9.ТРВЗ у нетехнічних сферах: можливість застосування ТРВЗ у різних сферах наукової та практичної діяльності.	ПРН 1	Практична робота 15	15-й тиждень
10.	Тема 10.Оцінка розробок по ТРВЗ: аналітична, оперативна, синтетична стадії.	ПРН 1, 2, 8, 9, 22	Практична робота 16	16-18-й тиждень
	МКР	ПРН 1, 2, 8, 9, 22	Написання МКР	17-й тиждень
	Залік		Залік	18-й тиждень

6. Самостійна робота студента

Одним з основних видів семестрового контролю під час опанування навчальної дисципліни «Теорія рішення винахідницьких задач» є виконання реферату. Реферат виконується згідно з вимогами, у термін, зазначений викладачем.

Основна ціль реферату – засвоєння матеріалу який викладався на лекціях та самостійно теоретичного матеріалу. Студент може писати реферат тільки на погоджену з викладачем тему.

Приблизна тематика Реферату:

Застосування інженерних технологій до біологічних об’єктів;
Застосування інженерних технологій до об’єктів медичного призначення.
Застосування інженерних технологій до об’єктів неживої природи.
Застосування наукових підходів в організації дослідницької роботи.

Студенти також можуть запропонувати та узгодити з викладачем свою тему

Титульний аркуш реферату повинен мати такий зміст: назва університету; назва факультету; назва кафедри; назва спеціальності, назва освітньо-професійної програми, реєстраційний номер, назва навчальної дисципліни; тема реферату; прізвище та ім’я студента, курс, номер академічної групи, рік.

За титульним аркушем слідує детальний план (зміст) реферату, в якому треба виділити вступ, розділи основного змісту, висновок, список використаних джерел. У змісті праворуч позначаються номери сторінок початку кожного питання. Кожен розділ починається з нової сторінки.

Загальний обсяг реферату в залежності від обраної теми може варіюватися від 5 до 20 сторінок. Обсяг реферату визначається вмінням студента стисло і водночас вичерпно розкрити тему: актуальність теми, що розглядається, сучасні тенденції та проблеми, проаналізувати кращі зарубіжні та українські технології, зробити висновки та обґрунтувати власні пропозиції та рекомендації.

До реферату надається анотація двома мовами – українською та англійською, із зазначенням ключових слів.

Обов’язкова вимога: чітке посилання на джерела інформації. Всі цифри, факти, думки вчених, цитати, формули повинні мати посилання у вигляді [2, с.54] (перша цифра означає номер джерела у наведеному в кінці творчої роботи списку літератури, а друга цифра – номер сторінки у цьому джерелі). Бажано використовувати таблиці, схеми, графіки, діаграми тощо. Список використаних джерел (не менше 10 джерел) оформляється згідно з діючими правилами. Якщо інформація взята з мережі Інтернет, потрібно, як і для звичайної літератури, вказати автора, назву статті, а потім навести адресу сайту в Інтернет.

Реферат оцінюється за критеріями: логічності плану; повноти й глибини розкриття теми; достовірності отриманих даних; відображення практичних матеріалів та результатів розрахунків; наявності ілюстрацій (таблиці, рисунки, схеми, скріншоти веб-сторінок тощо); кількості використаних джерел і чіткості посилань на них; оформлення; обґрунтування власної думки студента з цього питання у вигляді висновку.

Граничний термін подання реферату на перевірку: 17-й тиждень навчання.

Реферат перевіряється на плагіат за допомогою публічних ресурсів і повинен відповідати вимогам академічної доброчесності. У разі виявлення академічної не доброчесності, робота анулюється і не перевіряється.

Політика та контроль

7. Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)

1.Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Відвідування занять

Відвідування лекційних занять не є обов’язковим. Відвідування практичних занять є бажаним, оскільки на них відбувається написання експрес-контрольних робіт / тестових завдань, а також відбувається захист практичних робіт.

Система оцінювання орієнтована на отримання балів за активність студента, а також виконання завдань, які здатні розвинути практичні уміння та навички.

Пропущені контрольні заходи

Пропущені контрольні заходи (захист практичних робіт) обов’язково відпрацьовуються на наступних заняттях за умови виконання завдання, яке заплановано на поточному занятті, або на консультаціях.

Пропущення написання модульної контрольної роботи та експрес-контрольних не відпрацьовуються.

Реферат, яка подається на перевірку з порушенням терміну виконання оцінюється зі зменшенням кількості вагових балів.

Порушення термінів виконання завдань та заохочувальні бали

Заохочувальні бали		Штрафні бали*
Критерій	Ваговий бал	Критерій	Ваговий бал
Вдосконалення та розширення теми реферату	3 бали	Неправильне оформлення реферату	Від -0,5 бали до -5 балів
Проходження дистанційних курсів за темами, які узгоджені з викладачами	5 балів	Несвоєчасне виконання та захист реферату	Від -2 балів до -10 балів (залежить від терміну здачі)

^{* якщо контрольний захід був пропущений з поважної причини (хвороба, яка підтверджена довідкою встановленого зразку) – штрафні бали не нараховуються.}

Академічна доброчесність

Політика та принципи академічної доброчесності визначені у розділі 3 Кодексу честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського». Детальніше: https://kpi.ua/code.

Норми етичної поведінки

Норми етичної поведінки студентів і працівників визначені у розділі 2 Кодексу честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського». Детальніше: https://kpi.ua/code.

Процедура оскарження результатів контрольних заходів

Студенти мають можливість підняти будь-яке питання, яке стосується процедури контрольних заходів та очікувати, що воно буде розглянуто згідно із наперед визначеними процедурами.

Студент має право оскаржити результати контрольного заходу згідно затвердженого положення Про апеляції в КПІ імені Ігоря Сікорського (затверджено наказом №НОН/128/2021 від 20.05.2021 р.) - https://osvita.kpi.ua/index.php/node/182

Інклюзивне навчання

Навчальна дисципліна «Теорія рішення винахідницьких задач» для більшості студентів з особливими освітніми потребами, окрім студентів з серйозними вадами зору, які не дозволяють виконувати завдання за допомогою персональних комп’ютерів, ноутбуків та/або інших технічних засобів.

Дистанційне навчання

Дистанційне навчання відбувається через Платформу дистанційного навчання «Сікорський».

Дистанційне навчання через проходження додаткових он-лайн курсів за певною тематикою допускається за умови погодження зі студентами. У разі, якщо невелика кількість студентів має бажання пройти он-лайн курс за певною тематикою, вивчення матеріалу за допомогою таких курсів допускається, але студенти повинні виконати всі завдання, які передбачені у навчальній дисципліні.

Список курсів пропонується викладачем після виявлення бажання студентами (оскільки банк доступних курсів поновлюється майже щомісяця).

Студент надає документ, що підтверджує проходження дистанційного курсу (у разі проходження повного курсу) або надає виконані практичні завдання з дистанційного курсу та за умови проходження усної співбесіди з викладачем за пройденими темами може отримати оцінки за контрольні заходи, які передбачені за вивченими темами (експрес-контрольні / тестові завдання, практичні роботи).

Виконання практичних робіт, а також виконання модульної контрольної роботи може здійснюється під час самостійної роботи студентів у дистанційному режимі (з можливістю консультування з викладачем через електронну пошту, соціальні мережі).

Навчання іноземною мовою

Навчання англійською мовою здійснюється лише для студентів-іноземців.

За бажанням студентів, допускається вивчення матеріалу за допомогою англомовних онлайн-курсів за тематикою, яка відповідає тематиці конкретних занять.

8. Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)

Перелік запитань для підготовки до модульної контрольної роботи, а також для підготовки до заліку наведено у додатку 1.

Таблиця відповідності рейтингових балів оцінкам за університетською шкалою

Кількість балів	Оцінка
100-95	Відмінно
94-85	Дуже добре
84-75	Добре
74-65	Задовільно
64-60	Достатньо
Менше 60	Незадовільно
Не виконані умови допуску	Не допущено

9. Додаткова інформація з дисципліни (освітнього компонента)

Платформа «Сікорський» - курс «Теорія рішення винахідницьких задач»

Опис матеріально-технічного та інформаційного забезпечення дисципліни

Навчальна та робоча програми дисципліни, РСО, навчальний посібник (електронне видання), силабус, онлайн-курс у Moodle, практичні заняття, лабораторний практикум URL: https://drive.google.com/

Робочу програму навчальної дисципліни (силабус):
Складено Овчаренко Г. Р.;
Ухвалено кафедрою БМІ (протокол № 16 від 21.06.2024 )
Погоджено методичною комісією факультету/ННІ (протокол № 9 від 26.06.2024 )