Учебно-методический материал по окружающему миру на тему: мастер – класс «моделирование маленькими человечками. Игра «Маленькие человечки». Морфологический анализ
Наталья Дмитриева
Уважаемые коллеги! Конечно, всем вам хорошо известна технология ТРИЗ - теория решения изобретательских задач. В 30 - тые годы - эта теория совершила переворот в нашей советской науке! В дошкольном воспитании пик использования технологии пришелся на 80 -ые годы, но многие из нас используют ее в своей работе до сих пор. Технология ТРИЗ помогает нам в развитии воображения у детей, в развитии логического мышления, в развитии умения ставит и решать проблему. Есть много методов у данной технологии - это и метод фокальных объектов, метод морфологической таблицы и работа над развитием словотворчества, но сегодня я хочу остановится на том, как технология ТРИЗ помогает решить проблему знакомства детей с явлениями в неживой природе. Если вы уже знакомы с моими публикациями, то знаете, есть у меня такое правило - ЕСЛИ ПОНЯЛ, РАЗОБРАЛСЯ, ЗНАЧИТ БУДЕТ ЗНАТЬ!Именно ТРИЗ помогает разобраться детям, что происходит в мире неживой природы: почему камень - твердый, а вода - жидкая, почему снег в тепле тает, а вода при нагревании превращается в пар. Есть в технологии ТРИЗ еще один метод - это метод МОДЕЛИРОВАНИЯ МАЛЕНЬКИМ ЧЕЛОВЕЧКАМИ. Маленькие человечки, в понимании нас взрослых - это молекулы (вы, конечно, все помните это из курса школьной химии). Помня о том, что все вокруг состоит из молекул - мельчайших частиц, которые определенным образом связаны между собой, легко объяснить детям агрегатные состояния веществ и явления в неживой природе.
Я предлагаю вашему вниманию первое занятие из этого цикла:
Тема занятия: " Использование приема моделирование маленькими человечками при ознакомлении детей старшего возраста с объектами неживой природы"
Цель занятия: познакомить детей с агрегатными состояниями веществ в неживой природе
Задачи:
Используя метод моделирования маленькими человечками (ММЧ). объяснить детям, почему вещества бывают твердыми, жидкими, газообразными;
Расширить представления детей о многообразии веществ неживой природы;
Учить детей опытным путем определять агрегатное состояние окружающих веществ;
Учить детей моделировать объекты неживой природы;
Материалы и оборудование:
Плоскостные изображения моделей " маленькие человечки", характеризующие такие вещества как: вода, молоко, воздух, дерево, туман, камень, сок, карамель, дым;
Стаканчики с водой и молоком, деревянный брусок, небольшой камень, кусочек пластмассы, деревянная палочка, пустой полиэтиленовый пакет небольшого размера (все оборудование готовится на каждого ребенка);
Раздаточные карточки с моделями " маленькие человечки";
Бутылка лимонада (пластиковая);
Ход занятия:
1. Постановка проблемы - можете ли вы изобразить бутылку лимонада, не ПОЛЬЗУЯСЬ при этом карандашом или красками?
2. Рассказ воспитателя о маленьких человечках, живущих вокруг нас
Ребята, сегодня я хочу вам рассказать о том, что все существующее
вокруг нас - и камни, и дерево, и лужа, и игрушки, и мы с вами состоит из мельчайших частиц, которые можно увидеть только в электронный микроскоп. Этих частиц столько много, что соединяясь между собой, они и превращаются, например в камень. Частицы эти очень разные и они по- разному дружат между собой.
Одни частицы, давайте назовем их маленькими человечками,- очень дружны, они всегда держатся за руки, чтобы не потеряться, держатся так крепко, что их и не разъединить. Как мы с вами, когда играем в
" АЛИ - бабу". Этих человечков называют- крепкие, твердые, и именно они. живут в камнях, дереве, горах. Я покажу вам их фотографию
Видите, как они крепко держатся - их дружбу не разрушишь!Это твердые человечки и они образуют все твердые вещества и предметы на нашей планете!
Другие человечки тоже не убегают далеко друг от друга,но они не так дружны, стоят просто рядом и только прикасаются локтями. Если мы вспомним с вами наш игру про " Али - бабу", то вы поймете, как легко можно пройти через них. Такие человечки живут в жидких веществах, поэтому мы с вами можем легко опустить ложку в стакан с чаем и размешать сахар!
Я покажу вам их фотографию тоже
Ну, а третьи человечки - вообще хулиганы! Они двигаются как хотят и совсем не держатся за руки!Согласитесь, что сквозь таких человечков очень легко пройти! Они живут в таких веществах, как воздух, дым, туман. Такие вещества называются газообразными. Трудное слово, но мы с вами уже большие и должны узнавать новые слова!
Я покажу вам и их фотографию:
Вот такую историю про маленьких человечков я вам рассказала, а теперь давайте сами узнаем, где какие человечки живут.
3. Задание - эксперимент " Где какие маленькие человечки живут?"
А. Детям предлагается по очереди попробовать проткнуть деревянной палочкой деревянный брусок, камень, кусочек пластмассы. В результате опыта дети выясняют, что это сделать невозможно! Значит во всех этих веществах живут дружные человечки! Эти вещества - твердые!
Б. Детям предлагается по очереди проткнуть деревянной палочкой воду в стаканчике, молоко в стаканчике. В результате опыта дети выясняют, что палочка достаточно легко проходит через воду и молоко. Значит здесь живут не очень дружные человечки! Но все- таки они рядом, иначе бы мы не увидели не воду, не молоко! Во всех этих веществах живут жидкие человечки и такие вещества называются - жидкими.
В. Ребята, а как же нам найти третьих человечков? Где нам взять, например, дым или воздух? (ответы детей, возможно, они скажут, что воздух вокруг нас) Я предлагаю вам поймать воздух! Возьмите пакет. Он пустой? А сейчас, возьмите пакет за верхние уголки и попробуйте его закручивать. Ой, а что же это у нас в пакете появилось? (пакет надувается, как шарик). Да ребята, это мы с вами поймали воздух! Воздух находится вокруг нас! Попробуйте проткнуть его рукой - проходит? Да и очень легко!Потому что в воздухе живут те самые недружные человечки!
4. Подвижная игра " Игры маленьких человечков"
Дети выступают в роли маленьких человечков и показывают, в каком веществе какие человечки живут. Воспитатель говорит: камень - дети берутся за руки, сок - дети становятся рядом друг с другом, соприкасаясь локтями, воздух - дети отбегают друг от друга, болтая при этом руками и ногами и т. д.
5. Дидактическое упражнение " Узнай вещество"
Воспитатель показывает детям модели различных маленьких человечков - задача детей - узнать о каком веществе идет речь.
Например:
Это- молоко
Это- карамель, чупа- чупс, конфета
Это - вода (человечки прозрачные)
Это - дерево
Это - воздух (человечки прозрачные)
Вы можете придумать своих человечков. Надеюсь, идея понятна.
6. Дидактическое упражнение " " Покажи бутылку лимонада"
Я думаю, ребята, что теперь мы сможем с вами показать бутылку лимонада, когда узнали про маленьких человечков.
Бутылка сделана из чего? (из пластмассы) Пластмасса - твердое вещество, поэтому часть детей возьмутся за за руки и изобразят бутылку. А лимонад - какое вещество? (жидкое). Другие дети будут изображать лимонад- встанут рядом друг с другом, касаясь локтями. А что еще есть в лимонаде, это особенно видно, когда мы открываем бутылку? (пузырьки) Да, в лимонад для шипучести добавляют углекислый газ. Давайте выберем, кто же будет показывать пузырьки. ?
Дети, с помощью воспитателя изображают бутылку с лимонадом.
Вот и закончилось наше занятие, я вас хвалю за внимание и надеюсь, что сегодня вы узнали много нового из жизни неживой природы.
Уважаемые коллеги! Не бойтесь и попробуйте провести такое занятие с детьми! Уверяю вас - это интересно!
Представим себе, что все предметы, вещества, все живое и неживое вокруг нас состоит из маленьких-маленьких человечков. Человечки ведут себя по-разному. Человечки твердых тел (камня, дерева) крепко держатся за руки. Руки у них сильные -- ни разжать, ни согнуть. Вот почему твердое тело не меняет форму. Человечки жидкости за руки не держатся: стоят плотно рядышком друг с другом, переминаясь с ноги на ногу. Вот почему жидкость не держит форму. Но если наполнить стакан "жидкими" человечками, то новых жильцов туда уже не добавить: человечки ведь стоят плотно друг к другу, свободного места между ними нет. Человечки газообразных веществ на месте стоять не могут и все время бегают. С помощью этих маленьких человечков моделируются окружающие нас предметы и процессы. изобретательский младший школьник
Очень удачно этот метод работает на уроках познания мира. На уроке « Вода-колыбель жизни» ученики сами показали три агрегатных состояния воды.
Круги Луллия
Пособие состоит из нескольких кругов, которые разделены на сектора и разные по размеру. Данные кольца с помощью связующего стержня накладываются друг на друга, обычно это соединение двух или трех кругов разных диаметров. На них прикрепляется стрелка. В каждом секторе прикрепляется картинка. Суть метода в том, что мыслительные операции осуществляются с помощью этих картинок.
Например, на этапе обобщения по теме «Весна - утро нового года», возможен следующий вариант. На верхний круг прикрепляется картинка обозначающая цвет, на средний - название месяцев, а на нижний круг прикрепляются весенние символы, характерные для каждого месяца. Задача учащихся правильно совместить в одном секторе название - цвет - символ. (март - желтый - солнце, апрель - голубой - ручьи, май - зеленый - трава...)
Метод маленьких человечков (ММЧ)
Основная идея: Представить объект (или оперативную зону ОЗ) в виде толпы живых и мыслящих веществ – маленьких человечков, которые умеют выполнять поступающие команды.
Правила ММЧ:
1. Выделить часть объекта , которая не может выполнить требуемые противоположные действия, представить эту часть в виде «толпы» МЧ.
2. Разделить МЧ на группы , действующие (перемещающиеся) по условиям задачи, т. е. плохо, как задано в задаче.
3. Рассмотреть полученную модель задачи (рисунок с МЧ) и перестроить так, чтобы выполнялись конфликтующие действия, т. е. разрешалось противоречие.
4. Перейти к возможному ответу.
Примечания:
– Обычно выполняют серию рисунков: «было», «надо», «стало» или «было» и «как должно быть».
– Человечков должно быть много.
– Человечки легко (абсолютно) управляемы и послушны; обладают любыми нужными нам свойствами.
– Человечки специализированы: делают только то, для чего предназначены. Для разных действий требуются разные человечки.
– Человечки «слушаются» команд на «языке» полей. Разные человечки «слушаются» разных полей.
3.7. Морфологический анализ. Приемы фантазирования.
Метод фантограмм
Морфологический анализ – это метод совершенствования систем. Сущность метода состоит в том, что в совершенствуемой системе выделяют несколько характерных (морфологических признаков), далее по каждому признаку составляют списки альтернатив. Признаки с их различными альтернативами располагают в форме таблицы, что позволяют лучше представить поисковое поле.
Морфологический анализ был разработан Фрицем Цвики (известный швейцарский астрофизик и теоретик аэрокосмической техники, работавший в Калифорнийском технологическом институте) в 1940-е и 50‑е годы.
Достоинства метода:
– Прост для понимания и использования
– Способствует преодолению психологической инерции
– Требует, чтобы параметры и условия были четко определены. Нечетко определенные сущности сразу же становятся явными, как только на них делаются ссылки и они становятся предметом проверки на внутреннюю последовательность.
– Стимулирует выявление и исследование граничных условий. То есть, пределов и крайних точек разных контекстов и факторов.
– Приводит к появлению нестандартных идей.
Недостатки:
– Метод является громоздким
Фантограмма – методика, предложенная Г. С. Альтшуллером для развития фантазии, формирования новых идей и получения нестандартных решений изобретательских задач. В основе метода – таблица, по вертикальной оси которой откладываются универсальные характеристики исследуемой системы, а по горизонтальной – некоторые приемы изменения этих характеристик (табл.3.1). Ниже приведена таблица в упрощенном виде.
Таблица 3.1. Таблица для реализации метода фантограммы
| Приемы фантазирования Универсальные показатели | 1. Увеличить-уменьшить | 2. Объединить-разъединить | 3. Наоборот | 4. Переместить во времени | 5. Отделить функцию от объекта | 6. Ускорить замедлить |
| 1. Состав, элементы | ||||||
| 2. Подсистемы | ||||||
| 3. Объект | ||||||
| 4. Надсистемы | ||||||
| 5. Направления развития, эволюция | ||||||
| 6. Воспроизведение | ||||||
| 7. Энергопитание | ||||||
| 8. Способ передвижения | ||||||
| 9. Сфера распространения | ||||||
| 10. Уровень организации, управления | ||||||
| 11. Цель, назначение (смысл существования) |
Кратко опишем приемы фантазирования, разработанные Г.С.Альтшуллером.
1. Увеличить – уменьшить
«Гулливер в стране лилипутов», «Городок в табакерке», «Алиса в стране чудес». Увеличить-уменьшить количество пользователей, количество экземпляров продукта, занимаемый объем памяти и т. д.
2. Объединить – разъединить
В новом продукте Google Apps электронная почта объединена с системой документооборота, календарем, сайтами и т. д. В Грид-технологиях для ускорения процесса сложная задача разделяется на множество более простых и результаты снова объединяются.
3. Наоборот
Компиляция – декомпиляция. Вместо большого экрана – маленькие очки. Вместо универсальности продукта – специализация.
Два джигита соревнуются, чей конь последним придет к финишу. Но дело не идет, оба стоят на месте. Они обращаются за советом к мудрецу. Старик подошел, шепнул что-то на ухо каждому. После этого они поскакали во весь опор. Что сказал мудрец?
4. Переместить во времени.
Поместить систему (обстоятельства) на 5, 10, 20, 50, 100 лет назад или вперед. Как должна измениться система, условия ее работы?
5. Отделить функцию от объекта.
Улыбка Чеширского кота, но без кота. «Облачные» вычисления, размещение программ на удаленном сервере, «подкачивать» необходимые программные модули только в нужный момент.
6. Изменить характер зависимости «свойство-время» или «структура-время».
База данных, которая с увеличением количества данных становится меньше. Задача, которая с увеличением сложности начинает работать быстрее. Продукт с увеличением качества уменьшается в цене.
7. Ускорить – замедлить.
Уменьшить время на разработку программы в несколько раз. Замедлить время предоставления данных для базы в несколько раз. Представить, что скорость работы программы увеличилась на несколько порядков – что при этом качественно может измениться?
Предположим, поставлена задача придумать фантастический телефон.
Первый шаг: записать конкретные показатели рассматриваемого объекта. Объект – мобильный телефон. Состав: корпус, аккумулятор, SIM-карта, дисплей, плата, разъемы и т. д. Надсистема – телефонные сети. Эволюция в направлении миниатюризации, увеличения числа функций. Сфера распространения – среди людей различной подготовки, мест проживания, вероисповедования и т. д.
Второй шаг: выбрать клетку, соответствующую какому-либо одному показателю и какому-то одному изменению. Например, можно выбрать клетку «телефон-увеличение». Телефон размером с квартиру?
Третий шаг: рассмотреть изменение показателя в зависимости от выбранного приема. Телефон размером с дом? Телефон размером с город?
Четвертый шаг: Из полученных на предыдущем шаге вариантов выбираем один. Возьмем, например, телефон размером с дом. Разные части дома одновременно являются частями (элементами) телефона: телевизор, компьютер, зеркало, окно, бытовая техника, электропроводка, стены, крыша …
Пятый шаг: определить для выбранного объекта другие показатели. Например, сфера распространения увеличена. Теперь это весть Земной шар (не только поверхность). Или весь микромир. Или Солнечная система. Как можно строить такие телефоны? Как они могут выглядеть? Как могут эволюционировать?
3.8. Эвроритм: 4-х этажная схема фантазирования
В развитии любой фантастической темы (космические путешествия, связь с внеземными цивилизациями и т. д.), существуют четыре резко отличающиеся категории идей:
– один объект, дающий некий фантастический результат;
– много объектов, дающих в совокупности уже совсем иной результат;
– те же результаты, но достигаемые без объекта;
– условия, при которых отпадает необходимость в результатах.
По каждой теме постепенно воздвигаются как бы четыре этажа фантастических идей. Этажи качественно отличаются друг от друга.
Предположим мы придумали фантастическую антивирусную программу: она сама становится тем сильнее и эффективнее, чем больше в сетях, компьютерах и телефонах вирусов. Это первый этаж конструкции.
Второй этаж – таких программ становится много. Есть, как минимум, два способа сделать их много: распространение одной и той же программы среди большого количества пользователей и появление многих разных программ такого класса. Какой новый эффект может возникнуть? Например, вирусы прячутся на время (сезонно), антивирусные программы становятся слабее и тогда вирусы неожиданно появляются снова. Или иначе: вирусы делают так, чтобы антивирусные программы воспринимали другие антивирусные программы как вирусы. Антивирусы начинают бороться с другими антивирусами, они уничтожают друг друга.
Третий этаж – «тот же результат (борьба с плохими последствиями влияния вирусов), но без антивирусов. Например, любая программа одновременно является и антивирусной.
Четвертый этаж – бороться с антивирусами не нужно. Найдется способ использовать антивирусы для работы полезных программ. Как только появляется какой-то вирус, его тут же приспосабливают для каких-то полезных функций.
Таким образом, эвроритм позволяет развивать любую фантастическую идею.
1.«Моделирование маленькими человечками» или
«Использование технологии ТРИЗ в
экспериментировании».
подготовила Спиридонова Т. С.
2.Одной из эффективных педагогических технологий для развития творчества у
детей является ТРИЗ - Теория решения изобретательских задач. Она возникла в
нашей стране в 50-х
годах
усилиями выдающегося российского учёного,
изобретателя, писателя – фантаста Генриха Сауловича Альтшуллера. В детские
сады технология ТРИЗ пришла в 80-х годах. Но, несмотря на это и сейчас
остаётся актуальной и востребованной.
3. ТРИЗ для дошкольников:
- это система коллективных игр, занятий, призванных не изменять основную
программу, а максимально увеличить её эффективность.
Главное отличие технологии ТРИЗ от классического подхода к дошкольному
развитию – это дать детям возможность самостоятельно находить ответы на
вопросы, решать задачи, анализировать, а не повторять сказанное взрослыми.
ТРИЗ – технология, как универсальный инструментарий можно использовать
практически во всех видах деятельности. Это позволяет формировать единую,
гармоничную, научно обоснованную модель мира в сознание ребёнка дошкольника.
Создаётся ситуация успеха, идёт взаимообмен результатами решения, решение
одного ребёнка активизирует мысль другого, расширяет диапазон воображения,
стимулирует его развитие. Технология даёт возможность каждому ребёнку
проявить
свою
индивидуальность,
учит
дошкольников
нестандартному
мышлению.
В арсенале технологии ТРИЗ существует множество методов, которые хорошо
используются следующие методы ТРИЗ:
- Метод мозгового штурма. Это оперативный метод решения проблемы на основе
стимулирования творческой активности, при котором участникам обсуждения
предлагают высказать как можно большее количество вариантов решений, в том
числе самых фантастичных. Затем из общего числа высказанных идей отбирают
наиболее удачные, которые могут быть использованы на практике.
- Метод каталога. Метод позволяет в большей степени решить проблему
обучения дошкольников творческому рассказыванию.
- Метод фокальных объектов. Сущность данного метода в перенесение свойств
одного объекта или нескольких на другой. Этот метод позволяет не только
развивать воображение, речь, фантазию, но и управлять своим мышлением.
- Метод «Системный анализ». Метод помогает рассмотреть мир в системе, как
совокупность связанных между собой определенным образом элементов, удобно
функционирующих между собой. Его цель – определить роль и место объектов, и
их взаимодействие по каждому элементу.
- Метод морфологического анализа. В работе с дошкольниками этот метод очень
эффективен для развития творческого воображения, фантазии, преодоления
стереотипов. Суть его заключается в комбинировании разных вариантов
характеристик определённого объекта при создании нового образа этого объекта.
- Метод обоснования новых идей «Золотая рыбка». Суть метода заключается в
чтобы
разделить
ситуации
составляющие
(реальную
фантастическую),
последующим
нахождением
реальных
проявлений
фантастической составляющей.
4.- Метод ММЧ (моделирования маленькими человечками)-
моделирование
процессов, происходящих в природном и рукотворном мире между веществами
(твердое – жидкое –газообразное)
- Мышление по аналогии. Так как аналогия - это сходство предметов и явлений по
каким-либо свойствам и признакам, надо сначала научить детей определять
свойства и признаки предметов, научить их сравнивать и классифицировать.
- Типовые приёмы фантазирования (ТПФ). Чтобы у ребёнка развить фантазию
вводят в помощь шесть волшебников. Цель волшебников – изменить свойства
объекта.
Приёмы
волшебства:
увеличение-уменьшение,
деление-объединение,
преобразование
признаков
времени,
оживление-окаменение,
специализация-
универсализация, наоборот.
Занятия с применением методов ТРИЗ проводятся, как поиск истины и сути,
подведение ребенка к проблеме и совместного поиска ее разрешения.
Свою работу по применению технологии ТРИЗ в образовательной деятельности я
начала в 2014 году. Мне очень понравился метод ММЧ, который использую в
образовательных
областях:
«социально
коммуникативное
развитие»,
«познавательное развитие».
5.Сущность метода ММЧ в том, что он представляет все предметы и
вещества состоящими из множества Маленьких Человечков (МЧ). В понимании
нас, взрослых – это молекулы, но на этом слове внимание не заостряется,
сведения
подаются
детям
виде сказки
«Маленькие
человечки».
Детям
становится понятно, что в зависимости от состояния вещества Маленькие
Человечки ведут себя по разному (в твёрдых – крепко держатся за руки, в жидких
– просто стоят рядом, в газообразных – находятся в постоянном движении).
С помощью метода ММЧ мы рассмотрели условия перехода вещества (на
примере воды: лёд-вода-пар) из одного агрегатного состояния в другое. Вместе с
детьми провели опыты, рассуждали, делали выводы, находили ответы.
Занятия с использованием приёмов ТРИЗ помогают детям увидеть
неожиданное рядом.
Я предлагаю вашему вниманию использование приема
моделирование маленькими человечками при ознакомлении детей с объектами
неживой природы.
5.«Маленькие человечки»фото
6.Цель: познакомить детей с агрегатными состояниями веществ в неживой
природе.
7.Задачи:
- используя метод моделирования маленькими человечками (ММЧ), объяснить
детям, почему вещества бывают твердыми, жидкими, газообразными;
-расширить представления детей о многообразии веществ неживой природы;
- учить детей опытным путем определять агрегатное состояние окружающих
веществ;
-учить детей моделировать объекты неживой природы;
Материалы и оборудование:
- плоскостные изображения моделей " маленькие человечки", характеризующие
такие вещества как: вода, лёд, пар, молоко, воздух, дерево, туман, камень, сок, дым
и т.д.
- стаканчики с водой и молоком, деревянный брусок, небольшой камень, лёд,
кусочек
пластмассы,
деревянная
палочка,
пустой
полиэтиленовый
пакет
небольшого размера.
- карточки с моделями " маленькие человечки";
- бутылка лимонада (пластиковая);
Ход занятия:
1. Постановка проблемы - можете ли вы изобразить бутылку лимонада, не
ПОЛЬЗУЯСЬ при этом карандашом или красками?
2. Рассказ воспитателя о маленьких человечках, живущих вокруг нас.
- Ребята, сегодня я хочу вам рассказать о том, что 8.всё существующее вокруг нас
- и камни, и дерево, и лужа, и игрушки, и мы с вами состоит из мельчайших
частиц, которые можно увидеть только в микроскоп. Этих частиц столько
много, что соединяясь между собой, они и превращаются, например в камень.
Частицы эти- МЧ- очень разные и они по- разному дружат между собой. Одни
частицы, давайте назовём их маленькими человечками, - очень дружны, они всегда
держатся за руки, чтобы не потеряться, держатся так крепко, что их и не
разъединить, как мы с вами, когда играем в «Цепи кованые». Эти человечки -
крепкие, твердые, и именно они живут в камнях, дереве, горах. Я покажу вам их
фотографию.
8. фото
Видите, как они крепко держатся - их дружбу не разрушишь! 8.Это твердые
человечки и они образуют все твердые вещества и предметы на нашей планете!
Другие человечки тоже не убегают далеко друг от друга, но они не так дружны,
стоят просто рядом и только прикасаются локтями. Если мы вспомним с вами
нашу игру «Цепи кованые», когда дети слабо держатся за руки, то вы поймете,
как легко можно пробежать между ними. 9.Такие человечки живут в жидких
веществах, они менее дружны, поэтому мы с вами можем легко опустить ложку в
стакан с чаем и размешать сахар! Я покажу вам их фотографию тоже.
Фото 9
Ну, а 10.третьи человечки - вообще хулиганы! Они двигаются как хотят и совсем
не держатся за руки! Согласитесь, что сквозь таких человечков очень легко
пройти! Они живут в таких веществах, как воздух, пар, дым, туман. Такие
вещества называются газообразными. Трудное слово, но мы с вами уже большие и
должны узнавать новые слова!
Я покажу вам и их фотографию:10.фото
Вот такую историю про маленьких человечков я вам рассказала, а теперь давайте
сами узнаем, где какие человечки живут.
3. Задание -11 эксперименты " Где какие маленькие человечки живут? "
11Детям предлагается по очереди попробовать проткнуть деревянной
палочкой деревянный брусок, камень, кусочек пластмассы. В результате опыта
дети выясняют, что это сделать невозможно! Значит во всех этих веществах
живут дружные человечки! Эти вещества - твердые! Фото…
Б. 12.Детям предлагается по очереди проткнуть деревянной палочкой воду в
стаканчике, молоко в стаканчике. В результате опыта дети выясняют, что
палочка достаточно легко проходит через воду и молоко. Значит здесь живут не
очень дружные человечки! Но все- таки они рядом, иначе бы мы не увидели не воду,
не молоко! Во всех этих веществах живут жидкие человечки и такие вещества
называются - жидкими. Фото….
В. 13.Ребята, а как же нам найти третьих человечков? Где нам взять, например,
дым или воздух? (ответы детей, возможно, они скажут, что воздух вокруг нас) Я
предлагаю вам поймать воздух! Возьмите пакет. Он пустой? А сейчас, возьмите
пакет за верхние уголки и попробуйте его закручивать. Ой, а что же это у нас в
пакете появилось? (пакет надувается, как шарик). Да ребята, это мы с вами
поймали воздух! Воздух находится вокруг нас! Попробуйте проткнуть его рукой -
проходит? Да и очень легко! Потому что в воздухе живут те самые недружные
человечки! Фото…
4. 14.Подвижная игра " Игры маленьких человечков"
Дети выступают в роли маленьких человечков и показывают, в каком веществе
какие человечки живут. Воспитатель говорит: камень - дети берутся за руки, сок
- дети становятся рядом друг с другом, соприкасаясь локтями, воздух - дети
отбегают друг от друга, болтая при этом руками и ногами и т. д. фото…
5. 15.Дидактическое упражнение " Узнай вещество"
Воспитатель показывает детям модели различных маленьких человечков - задача
детей - узнать о каком веществе идет речь. Фото..
Например:
Это- молоко.
Это-лёд, камень, пластмасса.
Это – сок.
Это – дым.
Это - вода (человечки прозрачные)
Это – дерево.
Это - воздух (человечки прозрачные)
Вы можете придумать своих человечков. Надеюсь, идея понятна.
г с другом, касаясь локтями. А что еще есть в лимонаде, это особенно видно,
когда мы открываем бутылку? (пузырьки) Да, в лимонад для шипучести
добавляют углекислый газ. Давайте покажем пузырьки.
Вот и закончилось наше занятие, я вас хвалю за внимание и надеюсь, что сегодня
вы узнали много нового из жизни неживой природы.
Уважаемые коллеги! Занятие, по мнению детей было интересным.
технологии ТРИЗ.
Тема: Метод «маленьких человечков».
Цели: познакомить с методом «маленьких человечков»; обобщить
представления детей о свойствах твердых веществ; развивать воображение,
умение инсценировать; развивать познавательный интерес, умение
анализировать причины.
Оборудование: мяч.
Обсуждение «Что не делится на части?».
Обобщая ответы детей, воспитатель указывает, что эти «маленькие
частицы», из которых состоят вещества, называются «молекулы». Можно
сказать, что кирпич состоит из молекул кирпича, вода - из молекул воды,
бумага - из молекул бумаги и т. д.
О молекулах вы подробно узнаете, когда будете учиться в школе. А пока вы
маленькие, вместо слова «молекулы» мы будем говорить «маленькие
человечки». Разные предметы состоят из разных человечков. Дом, стол,
машина не очень похожи друг на друга, но они все твердые, значит, и
«человечки» там похожи. В твердых предметах «человечки» крепко держатся
за руки...
Игра «Назови твердое».
Проводится игра с мячом. Тот, кто получил мяч, должен назвать различные
твердые предметы. Кто ошибся или повторил - выходит из игры.
Дети нередко путают понятия «твердое» (в смысле «крепкое») и «твердое» (в
смысле «нежидкое»). Могут быть ситуации типа: «Нет, бумага не твердая,
вот фанерка твердая...». При возникновении подобных ситуаций воспитатель
уточняет задание: твердое - это то, что не жидкое. (Бумага - это не
жидкость,
она состоит из «твердых человечков», но они, наверное, не очень сильно
держатся за руки, вот почему бумага легко рвется.)
Инсценировка «маленьких человечков».
Воспитатель «превращает» детей в «маленьких человечков» и предлагает
изобразить проволоку, брусок, спичку (дети становятся в линию, держась за
руки).
При этом анализируются свойства этих предметов: почему проволоку
можно согнуть, а брусок нет; почему спичка не гнется, а ломается.
Как показать резинку, почему она растягивается, что происходит, если
растянутую резинку отпустить? Продолжать растягивать? (Все ответы
моделируются.)
Подведение итогов.
Тема: «Твердые и жидкие человечки».
Цели: активизировать мышление детей; закрепить представления детей о
свойствах жидких веществ; обучать умению сравнивать и анализировать
свойства объектов.
Оборудование: бумажная коробочка, стакан с водой, кубики.
Решение проблемной ситуации.
- В воскресенье я была на дне рождения у Снежной Королевы. На Севере все
кругом такое красивое, сверкает, переливается... Особенно мне понравилась
посуда - тонкая, прозрачная, искристая... Снежная Королева мне даже одну
чашечку подарила на память. Я ее положила в коробочку, чтобы не разбить и
привезла вам. Сейчас покажу...
Игрушка открывает коробочку, но там ничего нет, только мокрое дно.
- Ой, а куда же она делась? Как она могла исчезнуть? В процессе обсуждения
выясняется, что чашка у Снежной Королевы была сделана изо льда, а лед
растаял.
Сравнение твердых и жидких веществ.
Оказывается, лед волшебный, он умеет превращаться.
Лёд-это твердое вещество, в нем «человечки» крепко держатся за руки
Когда становится тепло, они перестают держаться за руки, и получается
жидкость, вода. А чем жидкие вещества отличаются от твердых? Что можно
делать с водой, а что - со льдом?
Ответы детей желательно сопровождать соответствующим показом
различных свойств твердых и жидких веществ: поставить рядом стаканы с
водой и с кубиками льда (можно заменить обычными кубиками (они тоже
твердые, но не тают)).
Можно показать следующие опыты: жидкость растекается, она может
впитываться, принимает форму емкости, в которой находится; а твердые
вещества сохраняют свою форму в любой емкости; «жидкие человечки» легко
перемещаются (если дотронуться до воды, палец станет мокрым, а если до
кубиков, то палец деревянным или пластмассовым не становится); вода занима-
ет весь стакан, без «пустот», с кубиками так не получается (а в коробку кубики
можно уложить плотно, почему?); если налить воду в тряпичный мешочек, она
вытечет, а кубики останутся.
Игра «Замри».
Дети свободно перемещаются по группе. Когда воспитатель подает сигнал
(бубном или колокольчиком), они превращаются в ледяные фигуры, т. е должны
замереть - «замерзнуть», повторный сигнал - «растаяли» и т. д.
Моделирование ситуации.
Воспитатель предлагает детям проинсценировать ситуацию «Сосулька
весной»: Что происходит, когда солнце пригревает? Что образуется па земле
под сосулькой? Что происходит ночью?
Подведение итогов.
Можно предложить ответить на вопрос: «Бывает ли так, чтобы люди по
воде ходили?»
Тема: «Газообразные человечки».
Цели: активизировать мышление детей; систематизировать представления
детей о свойствах газообразных веществ; развивать воображение, умение
перевоплощаться и абстрагироваться.
Оборудование: карточки с «маленькими человечками».
Анализ проблемной ситуации.
Приходит Игрушка и рассказывает:
- Вчера я шла по улице, вспоминала, что есть «твердые человечки», они крепко
держатся за руки; есть «жидкие человечки», они за руки не держатся, а просто
так ходят или стоят... И вдруг вижу: калитка впереди - то откроется, то
закроется. Подошла поближе: никого нет. А калитка все равно то
откроется, то закроется... Кто же ее открывал?
В результате обсуждения различных вариантов дети приходят к выводу, что
это делал ветер.
Беседа о «газообразных человечках».
Примерные вопросы для беседы:
Что такое ветер?
Можно ли его увидеть, нарисовать?
По каким «следам» (признакам) люди узнают, что погода ветреная?
Ветер какой - твердый или жидкий?
Ветер - это сильная струя воздуха. Воздух состоит из «человечков газа»: эти
«человечки» очень подвижные, они бегают в разные стороны, кто куда
захочет. Если подуть на ладошку, можно почувствовать «газообразных
человечков».
Некоторых «газовых человечков» можно увидеть, когда кипит вода, она
превращается в пар, который хорошо виден (можно вспомнить или показать
кипящий чайник).
Во время беседы желательно использовать Игрушку, которая дает
неправильные, ошибочные варианты ответа или сомневается в очевидном.
Игра «Маленькие человечки».
Воспитатель называет слова «твердые», «жидкие», «газообразные», а дети
должны соответственно реагировать: браться за руки, спокойно ходить
или бегать по группе. Порядок и темп команд - произвольный.
Тема:
«Цветные человечки»
Цели: активизировать мышление детей; развивать воображение,
фантазию; обобщить представления о веществах в различных
агрегатных состояниях; формировать экологическое мышление.
Оборудование: краски, кисточка, бумага, прозрачный кружок.
1. Анализ проблемной ситуации.
Приходит Игрушка грустная на занятие, дети и воспитатель
волнуются: что случилось?
И.: Захотела я сейчас порисовать, чтобы принести вам рисунок на
занятие, а у меня ничего не получилось... И акварельные краски у меня
хорошие, и кисточка новая - в чем дело, не понимаю...
В результате дополнительных вопросов выясняется, что при рисовании
Игрушка не обмакивала в воду кисточку, а пробовала рисовать сухой.
В.: «Человечки краски» твердые, но они спят. Их нужно умыть и
разбудить. Когда кисточку макаем в воду, «человечки кисточки» берут за
руки «человечков воды» и несут их на бумагу. А потом «человечки краски»
и «человечки кисточки» вместе держатся, и, когда кисточку плотно
прижимаешь при рисовании, они остаются на бумаге.
И.: Я все поняла, буду теперь рисовать. (Берет кисточку не тем концом и
обмакивает в краску.) Опять ничего не получается!
В.: Почему ты кисточку не тем концом взяла?
И.: А какая разница?
В.: Этот конец острый, деревянный, с него «человечки воды» будут
скатываться. А нужный конец кисточки пушистый, там много волосков
- легко зацепиться «человечкам краски», и «человечки воды» не разбегутся.
2. Упражнение «Волшебная дорожка».
И.: Спасибо, теперь я все поняла и нарисую картину - вол
шебную дорожку...
(Игрушка «рисует» дорожку из квадратиков разного цвета.)
Черный
Желтый
Зеленый
Например:
Красный
В.: Какая красивая разноцветная дорожка получилась! А почему ты
говоришь, что она волшебная?
И.: Потому что, когда по ней путешествуешь, меняешь Цвет.
Смотрите: вот кружок - он вначале белый, потом стал красным, затем
желтым и т. д. (Используется прозрачный кружок из полиэтилена или
целлофана.)
В.: А еще, наверное, этот кружок умеет превращаться в разные
предметы?
И.: Конечно, если он на белой дорожке, то это одуванчик…
В.: Подожди, дай ребятам сказать...
3. Игра «Разноцветный светофор». Правила игры: воспитатель
называет любой цвет. Дети, у которых этот цвет есть в одежде,
держатся за него и проходят через препятствие. У кого такого цвета
нет, могут присоединиться к кому-нибудь или пробежать, чтобы их
не поймали.
Упражнение «Волшебная дорожка» (продолжение).
В.: А можно, чтобы по твоей дорожке путешествовали «маленькие
человечки»?
И.: Конечно, можно!
В.: Первыми будут «твердые человечки». Что это будет: белое и
твердое?
Д.: Мел, стена, зубы...
Аналогичная игра проводится с другими цветами, совершают
«путешествие» «жидкие и газообразные человечки».
Когда обсуждается сочетание «Черные газообразные человечки, что
это?» (дым), желательно проанализировать, что хорошего и что
плохого в дыме; высказывается пожелание, чтобы небо было всегда
чистым, голубым.
Подведение итогов.
Тема: «Обобщающее занятие по ММЧ»
Цели: развивать познавательную активность; развивать умение
сравнивать и обобщать; формировать умение моделировать
физические процессы.
Оборудование: «черный ящик», мыло, соломинки, стаканчики с пеной,
карточки МЧ.
Упражнение «Черный ящик».
Приходит Игрушка с черным ящиком и предлагает детям узнать, что
в нем находится.
Отгадка: мыло.
Обсуждение: зачем оно нужно, что еще можно делать с мылом.
Беседа о мыльных пузырях.
И.: Сегодня мы с вами будем пускать мыльные пузыри!
В.: Хорошо, но давай вначале разберемся, как они получаются. Мыло
ведь твердое. А пузыри какие?
В.: Откуда берется воздух внутри пузырей?
И.: Так мы же сами его надуваем!
В.: Мыло состоит из «твердых человечков». Но они очень любят
купаться. Когда рядом с ними вода, они отпускают руки и начинают
плавать и брызгаться получается пена. Если мы захотим выдуть
пузырь, то на соломинку берем капельку воды, а в ней «человечки
мыла». Когда мы начинаем дуть «человечки» растягивают руки в
стороны, запуская «газообразных человечков» внутрь...
И.: Почему пузыри так быстро лопаются?
В.: У человечков руки скользкие, мокрые, они уже не могут крепко
держаться и отпускают их.
И.: А почему, когда пузырь лопнет, остается капелька воды?
Практическая работа.
И.: Давайте сами попробуем выдуть пузыри!
В.: Конечно!
Дети получают трубочки и стаканчики с пеной; можно устроить
соревнование: у кого самый большой пузырь, у кого дольше не лопнул и
Беседа о свойствах вещества.
И.: Сейчас я покажу опыт (берет стакан, наполненный водой до
середины). Запомните, где сейчас вода (отмечает границу воды на
стакане). Сейчас я брошу туда кубики. Смотрите, что произойдет.
Д.: Вода поднялась!
И.: Верно, а вы можете объяснить, почему так произошло?
В.: Наши дети могут не только рассказать, но и показать на
карточках весь этот опыт и объяснить его.
Воспитатель вызывает несколько детей, дает им карточки
Ч и предлагает смоделировать этот процесс.
И.: А что будет, если кубики достать?
Д.: Вода опустится снова.
И.: Сейчас проверим. Точно! Как это объяснить?
В.: Сейчас наши ребята тебе снова все расскажут и покажут.
И.: Спасибо, теперь мне все понятно.
4. Подведение итогов.
Воспитатель подчеркивает, что сегодня было последнее занятие с
«маленькими человечками», но мы с ними не прощаемся, потому что
молекулы - «маленькие человечки» - повсюду, из них состоит все, что
нас окружает.
Творчество как точная наука [Теория решения изобретательских задач] Альтшуллер Генрих Саулович
МОДЕЛИРОВАНИЕ С ПОМОЩЬЮ «МАЛЕНЬКИХ ЧЕЛОВЕЧКОВ»
С каждой новой модификацией детерминированность шагов АРИЗ возрастает. Усиливается и информационное обеспечение. Тем не менее АРИЗ не отменяет необходимости думать, он лишь управляет процессом мышления, предохраняя от ошибок и заставляя совершать необычные («талантливые») мыслительные операции.
Существуют очень подробные наставления по управлению самолетами и не менее подробные наставления по хирургическим операциям. Можно выучить эти наставления, но этого мало, чтобы стать пилотом или хирургом. Кроме знания наставлений, нужна практика, нужны выработанные на практике навыки. Поэтому в общественных школах изобретательского творчества планируется на основе АРИЗ примерно 100 учеб. часов занятий в аудитории и 200 ч. на выполнение домашних заданий.
На первых порах нередки очень грубые ошибки, обусловленные самым элементарным неумением организованно мыслить. Например, как решают задачу 31? Четыре человека из пяти в начале обучения указывают в качестве конфликтующей пары агрессивную жидкость и стенки камеры. Изделия (кубики сплавов), для обработки которых существует техническая система «сосуд - жидкость - кубики», не попадают в конфликтующую пару и, следовательно, в модель задачи. В результате скромная задача об обработке кубиков заменяется намного более сложной проблемой сохранения любой агрессивной жидкости (притом горячей) в сосуде из обыкновенного металла. Такая задача, разумеется, достойна всяческого внимания, на нее не жалко потратить и годы. Решение подобных задач обычно требует изменения всей надсистемы, в которую входит рассматриваемая система. Детализация, проверка и внедрение новых идей требуют в этих случаях огромной по объему работы. Прежде чем посвятить этому годы (а может быть, и всю жизнь), целесообразно потратить пять минут на решение более простой, но тоже нужной задачи: как все-таки быть с кубиками?..
Если в качестве конфликтующей пары взяты «кубик-жидкость», камера не попадает в модель задачи. На первый взгляд, это утяжеляет условия: раз дело не в стенках камеры, они могут быть любые (их даже может вообще не быть!); придется искать решение, при котором хранение агрессивной жидкости вообще не зависит от стенок сосуда... Как обычно, мнимое утяжеление фактически означает упрощение задачи. В самом деле, в чем конфликт теперь, когда осталась пара «кубик-жидкость», а «камера» оказалась «вне игры»? В агрессивном действии жидкости? Но ведь в этой паре жидкость обязана быть агрессивной - это ее полезное (и только полезное!) качество... Конфликт теперь в том, что жидкость не будет держаться (без камеры) у кубика. Она просто-напросто разольется, выльется, утечет. Как сделать, чтобы жидкость, не разлилась, а надежно держалась у кубика? Налить ее внутрь кубика - ответ единственный и достаточно очевидный. Гравитационное поле действует на жидкость, но это действие не передается на кубик и поэтому жидкость и кубик не взаимодействуют (механически). Простейшая задача на постройку веполя: пусть гравитационное поле действует на жидкость, а та передаст это действие кубику. Заменить кубики «стаканами» (полыми кубиками) - первая идея, которая приходит в голову, если в модели задачи взяты кубик и жидкость, а не жидкость и камера. Стенка есть (стенка кубика) и стенки нет (стенки камеры) - отличное устранение физического противоречия. Такое решение заведомо не надо проверять - оно абсолютно ясно и надежно, здесь не нужна конструкторская разработка, нет проблемы внедрения. А чтобы получить это решение, нужно всего-навсего выполнить прямое и простое предписание АРИЗ: в конфликтующей паре должны быть изделие и непосредственно действующий на него элемент системы. Или (как в задаче о молниеотводе) можно рассмотреть конфликт между двумя парами: «кубик-жидкость» и «жидкость-камера». ИКР: отсутствующая жидкость сама не действует на камеру, сохраняя способность действовать на образец. Здесь путь к решению еще короче, ибо с самого начала принято, что жидкость отсутствует. Сразу возникает четкое противоречие: жидкость есть (для кубика) и жидкости нет (для камеры). По условиям задачи разделить конфликтующие свойства во времени нельзя (жидкость должна непрерывно действовать на образец), остается одна возможность: разделить конфликтующие свойства в пространстве - жидкость есть там, где кубик, и жидкости нет там, где камера.
Текст АРИЗ-77 включает девять простых правил, но научиться выполнять эти правила, увы, не так просто. Сначала правила не замечают, «пропускают», потом их начинают неверно применять и лишь постепенно, где-то на второй сотне задач вырабатывается умение уверенно работать с АРИЗ. Любое обучение трудно, но обучение организованности мышления при решении творческих задач трудно вдвойне. Если дать задачу на вычисление объема конуса, человек может неверно записать формулу, неверно перемножить числа, но никогда не скажет, даже не заглянув на цифры: «Объем конуса? А что если он равен 5 см3 или 3 м3? В какой цвет окрашен конус? А может быть, дело совсем не в конусе? Давайте лучше вычислим вес какой-нибудь полусферы...» При решении изобретательских задач такие «пируэты» называются «поиском решения» и никого не смущают...
Есть много тонких механизмов решения, которые сегодня еще нельзя сформулировать в виде простых правил. Они пока не включены в текст АРИЗ, но их можно «встроить» по усмотрению преподавателя, когда обучающиеся привыкнут вести анализ, не обрывая его где-то в середине извечным: «А что если сделать так?..»
Как мы уже говорили, Гордон, создавая синектику, дополнил мозговой штурм четырьмя видами аналогий, в том числе эмпатией - личной аналогией. Сущность этого приема заключается в том, что человек, решающий задачу, «входит» в образ совершенствуемого объекта и старается осуществить требуемое задачей действие. Если при этом удается найти какой-то подход, какую-то новую идею, решение «переводится» на технический язык. «Суть эмпатии,- говорит Дж. Диксон, - состоит в том, чтобы «стать» деталью и посмотреть с ее позиции и с ее точки зрения, что можно сделать» . Далее Дж. Диксон указывает, что этот метод очень полезен для получения новых идей.
Практика применения эмпатии при решении учебных и производственных задач показывает, что эмпатия действительно иногда бывает полезна. Но иногда она бывает и очень вредна. Почему?
Отождествляя себя с той или иной машиной (или ее частью) и рассматривая ее возможные изменения, изобретатель невольно отбирает те, которые приемлемы для человека, и отбрасывает неприемлемые для человеческого организма, например разрезание, дробление, растворение в кислоте и т. д.
Неделимость человеческого организма мешает успешно применять эмпатию при решении многих задач, подобных, например, задачам 23-25.
Недостатки эмпатии устранены в моделировании с помощью маленьких человечков (ММЧ) - методе, который применяется в АРИЗ. Суть его состоит в том, чтобы представить объект в виде множества («толпы») маленьких человечков. Такая модель сохраняет достоинства эмпатии (наглядность, простота) и не имеет присущих ей недостатков.
В истории науки известны случаи, когда стихийно применялось нечто похожее на ММЧ. Два таких случая особенно интересны. Первый - открытие Кекуле структурной формулы бензола.
«Однажды вечером будучи в Лондоне, - рассказывает Кекуле, - я сидел в омнибусе и раздумывал о том, каким образом можно изобразить молекулу бензола С6 Н6 в виде структурной формулы, отвечающей свойствам бензола. В это время я увидел клетку с обезьянами, которые ловили друг друга, то схватываясь между собой, то опять расцепляясь, и один раз схватились таким образом. что составили кольцо. Каждая одной задней рукой держалась за клетку, а следующая держалась за другую ее заднюю руку обеими передними, хвостами же они весело размахивали по воздуху. Таким образом, пять обезьян, схватившись, образовали круг, и у меня сразу же блеснула в голове мысль: вот изображение бензола. Так возникла вышеприведенная формула, она нам объясняет прочность бензольного кольца» (цит. по ).
Второй случай еще более известен. Это мысленный эксперимент Максвелла при разработке им динамической теории газов. В этом мысленном опыте были два сосуда с газами при одинаковой температуре. Максвелла интересовал вопрос, как сделать, чтобы в одном сосуде оказались быстрые молекулы, а в другом медленные. Поскольку температура газов одинакова. сами по себе молекулы не разделятся: в каждом сосуде в любой момент времени будет определенное число быстрых и медленных молекул. Максвелл мысленно соединил сосуды трубкой с дверцей, которую открывали и закрывали «демоны» - фантастические существа примерно молекулярных размеров. Демоны пропускали из одного сосуда в другой быстрые частицы и закрывали дверцу перед маленькими частицами.
Два эти случая интересны, прежде всего тем, что объясняют, почему в ММЧ взяты именно маленькие человечки, а не, например, шарики или микробы. Для моделирования нужно, чтобы маленькие частицы видели, понимали, могли действовать. Эти требования естественнее всего ассоциируются с человеком: у него есть глаза, мозг, руки. Применяя ММЧ, изобретатель использует эмпатию на микроуровне. Сохранена сильная сторона эмпатии и нет присущих ей недостатков.
Эпизоды с Кекуле и Максвеллом описывались многими авторами. Но никто не связывал их вместе и не задумывался над вопросом: вот два случая в разных отраслях науки, почему бы не превратить эти случаи в метод, используемый сознательно? Историю с Кекуле обычно приводили, чтобы поговорить о роли случайности в науке и изобретательстве. А из опыта Максвелла делали и без того очевидный вывод, что ученому нужно воображение...
Техника применения метода ММЧ сводится к следующим операциям:
На шаге 3.3 надо выделить часть объекта, которая не может выполнить требования, указанные на шаге 3.2, и представить эту часть в виде маленьких человечков;
Надо разделить человечков на группы, действующие (перемещающиеся) по условиям задачи;
Полученную модель надо рассмотреть и перестроить так, чтобы выполнялись конфликтующие действия.
Например, в задаче 24 рисунок к шагу 3.3 обычно выглядит так, как показано на рис. 1, а : выделен внешний слой круга, который по структуре ничем не отличается от центральной части круга. На рис. 1, б показан тот же рисунок, но сделанный с использованием ММЧ. Маленькие человечки, соприкасающиеся с обрабатываемой поверхностью, удаляют частицы металла, а другие человечки придерживают «работников», не давая им вылететь из круга, упасть, быть отброшенными. Меняется глубина впадины - соответственно перестраиваются человечки. Рассматривая левый рисунок, не так просто прийти к выводу о необходимости раздробить наружную часть на «зерна», сделав эти зерна подвижными и в то же время «цепляющимися» за круг. Правый рисунок приводит к этой идее.
Однажды на семинаре по ТРИЗ слушателям была предложена задача об увеличении скорости движения ледокола: повысить скорость за счет увеличения мощности двигателей нельзя; современные ледоколы настолько «заполнены» двигателями, что почти не несут полезной нагрузки (подробные условия задачи и запись решения по АРИЗ, см. ).
Сначала задачу решали, используя эмпатию. Один из слушателей, вживаясь в «образ ледокола», сосредоточенно ходил по комнате, а потом подошел к столу «Это - лед, - сказал слушатель. - А я - ледокол. Я хочу пройти сквозь лед, но лед меня не пропускает... ». Он давил на «лед», наскакивал на него с разбега, временами ноги «ледокола» пытались пройти под столом, но туловище этому мешало, иногда туловище пыталось пройти над столом, но мешали ноги... Отождествив себя с ледоколом, слушатель перенес на ледокол неделимость, присущую человеческому организму, и тем самым усложнил задачу, эмпатия в данном случае только затрудняла решение.
На следующем занятии тот же слушатель решал задачу, используя метод ММЧ. Он подошел к столу, несколько секунд подумал, потом с некоторой растерянностью сказал: «Не понимаю, в чем задача... Если я состою из толпы маленьких человечков, верхняя половина толпы пройдет над столом, нижняя - под столом... По-видимому, задача теперь в том, как соединить две части ледокола - надводную и ту, что подо льдом. Прядется ввести какие-то стойки, узкие, острые, они легко пройдут сквозь лед, не надо будет ломать огромную массу льда...»
Метод ММЧ еще не исследован до конца, в нем много загадочного. Скажем, в задачах на измерение длины выделенную часть элемента лучше представлять, не в виде сплошной шеренги человечков, а как шеренгу «через одного». Еще лучше, если человечки расположены в виде треугольника. И еще лучше - неправильным треугольником (с неравными или криволинейными сторонами). Почему? Пока тут можно только строить догадки. Но правило действует...
Вспомним хотя бы задачу 7. Нужно измерить глубину реки с самолета. По условиям задачи вертолет применить нельзя, высадка людей недопустима, использовать какие-нибудь свойства радиоволн тоже нельзя, потому что нет возможности заказывать специальное оборудование. К тому же замеры глубины надо вы- полнить в сущности бесплатно (допустимы только расходы на оплату полета вдоль реки).
Используем метод ММЧ. Еще неизвестная «измерялка», которую придется использовать, бросив или направив с самолета, должна иметь форму неправильного треугольника. Мыслимы только два варианта расположения маленьких человечков (рис. 2), образующих эту «измерялку».
Верхние человечки должны быть легче воды, нижние - тяжелее. Предположим, что это деревяшки и камни, объединенные леской (рис. 3); реализовать такой треугольник нетрудно. Деревяшки А и Б соединены с камнем В лесками, причем длины обеих лесок заведомо превышают глубину реки (это можно проверить пробным сбросом). Чем глубже река, тем меньше расстояние АБ (деревяшки не связаны между собой). К одному из поплавков надо прикрепить (для «масштаба») метровую рейку, и можно сбрасывать это «оборудование», а затем фотографировать сверху. Зная АВ и БВ и измерив на снимке АБ, легко вычислить ВГ. Решение удивительно простое и красивое (а. с. № 180815), Прийти к нему без подсказки («Сбрось трех человечков, прикажи им расположиться в виде неправильного треугольника...») очень трудно, читатель сможет убедиться в этом, предложив задачу своим коллегам...
Рассмотрим теперь задачу 8, в ней речь идет об измерении радиуса шлифовального круга, поэтому здесь тоже должны помочь маленькие человечки.
Шлифовальный круг обрабатывает деталь - со шлифованием, таким образом, все в порядке (в отличие от задачи 24), веполь уже есть. Но круг работает внутри цилиндра, и надо определить изменение радиуса круга, не выводя инструмент из недр детали. Задача класса 14. Решение (по таблице типовых моделей): к В2 надо присоединить такое В3, которое меняет поле П в зависимости от состояния В3 и, следовательно, В2. Если на торец круга нанести электропроводную полоску и пропускать ток, то по изменению сопротивления можно судить об изменении радиуса круга (рис. 4).
К сожалению, такая схема не обеспечивает точность измерений. Сопротивление зависит не только от длины полоски, но и от силы прижатия круга к обрабатываемой поверхности и от состояния контакта «цепь-вал», и от температуры круга...
Попробуем расположить маленьких человечков цепочкой «через одного» (рис. 5).
Теперь об измерении радиуса круга можно судить по числу импульсов тока, а величина самих импульсов не имеет значения. Решение намного более эффективное, чем предыдущее. Правда, подвести ток к каждому человечку не так просто.
Перейдем к «треугольнику». Правильный «треугольник» ничего не дает. Зато неправильный - это еще одно решение (рис. 6), причем теперь уже без изъянов: с изменением радиуса меняется скважность (отношение сигнала к паузе) проходящих импульсов, это позволяет просто и надежно измерять радиус круга.
В методе ММЧ есть и другие, не вполне ясные хитрости. Придет время, мы поймем действующие здесь закономерности, и метод войдет в АРИЗ в виде обязательных шагов. Так получилось, например, с оператором РВС, который поначалу тоже казался странным и экзотическим.
РВС - это размеры, время, стоимость. Любая техническая система, данная в условиях задачи, имеет привычный для нас образ. Можно, например, убрать из текста задачи слово «ледокол», но
Рис.4., Рис.5. Рис.6
останется образ ледокола: нечто «кораблеобразное», примерно соответствующее по размерам ледоколу, действующее примерно в таком же темпе и стоящее примерно столько же. Термина уже нет, но образ исходной системы сохранился и несет сильный заряд психологической инерции. Цель оператора РВС - преодолеть эту инерцию, сломать навязчивый старый образ технической системы. Оператор РВС включает шесть мысленных экспериментов, перестраивающих условия задачи (шаг 1.9 в тексте АРИЗ-77). Эксперименты могут быть осуществлены на разных уровнях - тут многое зависит от силы воображения, от характера задачи и от других обстоятельств. Однако даже формальное выполнение этих операций резко сбивает психологическую инерцию, связанную с привычным образом системы.
Из книги Занимательная анатомия роботов автора Мацкевич Вадим Викторович3. Моделирование – экспериментальная основа роботостроения Пытаться конструировать радиоэлектронные системы роботов, не представляя хорошо их теории и физических основ, – это значит работать с очень низким коэффициентом полезного действия. Создать какую – либо
Из книги Создаем робота-андроида своими руками автора Ловин ДжонМодель и моделирование Современные научно – технические исследования и промышленное строительство ведутся с огромным размахом, и на них затрачивается много средств (вспомним хотя бы о космических исследованиях). Поэтому ошибки или просчёты могут привести к
Из книги Феномен науки [Кибернетический подход к эволюции] автора Турчин Валентин ФёдоровичМоделирование радиоэлектронных устройств из радиокубиков Радиокубики – это небольшие пластмассовые коробки, в которые вмонтированы различные радиодетали и магниты, притягивающие кубики один к другому и соединяющие их в единое работающее устройство (рис. 10). На каждом
Из книги автораМоделирование робото-технических радиоэлектронных устройств из модулей Типовые модули являются основой всех промышленных радиоэлектронных разработок. В этом отношении наиболее убедителен пример конструирования современных ЭВМ. Первые ламповые ЭВМ состояли из
Из книги автора4. Моделирование речи Искусственная речь и связанные с ней проблемы Говорящие машины уже существуют. Словарь их пока небольшой и состоит из слов, произнесённых человеком и записанных на магнитный барабан. Наиболее известный тому пример – говорящие часы, работающие на
Из книги автораМоделирование речи автоматов Как мы уже видели из рис. 23, спектр речи автомата – сирены значительно проще речи человека. Чтобы получить сигнал сирены, нужно сформировать звуковой сигнал, частота которого периодически изменялась бы по пилообразному
Из книги автора5. Моделирование слуха Бионика и слух Исключительное значение для роботостроения имеет совершенствование технических приборов, воспринимающих звуковые сигналы. Звук быстро позволяет передавать командные и управляющие сигналы. Разработка новых систем слуха, пригодных
Из книги автораМоделирование систем слуха Прежде чем приступить к конструированию устройства слуха роботов, смоделируем отдельные элементы этих систем.На рис. 34 – 37 показаны схемы усилителей звуковой частоты.Начинать конструирование моделей слуховых систем лучше всего с
Из книги автораТайна пляшущих человечков. Мы познакомили читателя с различными электронными устройствами, с помощью которых моделируют системы слуха. С этим багажом можно уверенно двигаться вперёд – использовать модели в создании роботов, принцип работы которых основан на сложных
Из книги автора6. Моделирование зрения Специалисты в области бионики ведут работы по моделированию некоторых функций человеческого глаза. Создана электронная модель сетчатки, воспроизводящая работу фоторецепторов в центральной ямке и на периферии, предложено устройство, аналогичное
Из книги автора8. Моделирование нервной системы (нейроны и нейронные сети) Кибернетика и нервная система Многое в работе нервной системы человека до сих пор непонятно учёным. Тем не менее общие закономерности управления, установленные кибернетикой, справедливы и для неё. Кибернетика
Из книги автора9. Моделирование памяти и вычислительных систем На пути к созданию искусственного мозга Важнейшим объектом исследования нейрокибернетики является самая сложная биологическая система – человеческий мозг. Исследуя процессы, происходящие в головном мозге, можно изучить
Из книги автораПроектирование и моделирование Роботы оказались способны к выполнению не только циклических операций. Компании – производители широко используют системы компьютерного проектирования (computer aided design CAD), управляемого компьютерного производства (computer aided manufacturing CAM) и
Из книги автораПлавание с помощью крыла Хвост рыбы можно рассматривать как подводное крыло. При движении хвоста из стороны в сторону он отбрасывает поток воды назад и соответственно движет рыбу вперед. Во время движения хвоста в воде за ним образуются вихри. Есть основания полагать,
Из книги автораПлавание с помощью хвоста Как уже утверждалось ранее, устройства, имитирующие движения рыб, имеют очень низкий КПД. Эта модель не является исключением. Однако тщательный сбор информации источников типа МТИ может способствовать созданию модели (здесь этого не сделано) с
Из книги автора3.8. Моделирование До сих пор, говоря об ассоциациях представлений, мы полностью игнорировали их динамический, временной аспект, т. е. рассматривали связываемые представления как статические и не имеющие никакой координаты во времени. Между тем идея времени может активно