Использование технологии триз (моделирование маленькими человечками) в работе со старшими дошкольниками. Моделирование маленькими человечками (ММЧ)1

Плаксин Михаил Александрович

Пермский государственный университет (ПГУ), Компьютерная школа ПГУ, г.Пермь

В докладе рассматривается использование на уроках информатики в начальной школе «Метода маленьких человечков» - одного из методов Теории решения изобретательских задач (ТРИЗ) - для освоения понятия «моделирование» и изучения физических свойств и процессов.

«Пермская версия» курса информатики исходит из того, что в школе должны изучаться основы системного анализа и Теории решения изобретательских задач (ТРИЗ).

«Метод маленьких человечков» (ММЧ) - это один из методов ТРИЗ. Он предлагается для изучения во втором полугодии I-го класса.

Суть метода маленьких человечков в следующем. Представим, что все окружающие предметы состоят из маленьких человечков. Человечки бывают трех видов: твердики, гидратики и пневматики. Твердики стоят рядом друг с другом и крепко держатся за руки. Гидратики тоже стоят рядом друг с другом, но за руки не держатся. Пневматики на месте стоять не могут и все время бегают.

С помощью этих маленьких человечков моделируются окружающие нас предметы и процессы. Например, стакан с чаем будет выглядеть так: дно и стенки из твердиков, внутри - гидратики. Если чай горячий, то над ним надо будет дорисовать пар - несколько пневматиков. Если вместо стакана с чаем рисовать пустой стакан, то внутри оболочки из твердиков надо будет нарисовать воздух, т.е. несколько пневматиков. Если вместо чая рисовать газировку, то пневматиков, т.е. газ, надо будет поместить внутрь жидкости. И т.д.

При использовании ММЧ понятие «моделирование» вводится совершенно естественным образом. Мы МОДЕЛИРУЕМ предметы с помощью маленьких человечков. Дети прекрасно понимают, что маленькие человечки - это способ выразить вполне определенные свойства предметов. Другие свойства (которые нам в данный момент не важны) на этом изображении (в этой МОДЕЛИ) никак не видны. Например, модель (изображение) стакана с чаем не изменится, если чай заменить на молоко или сок, стеклянный стакан на пластмассовый или на металлическую кастрюлю. В данной модели мы отражаем только одно важное свойство: в сосуде с твердыми стенками налита жидкость. От остальных свойств мы абстрагируемся.

Модели из МЧ можно использовать двумя способами: изобразить с помощью МЧ какой-либо объект или догадаться, какому именно объекту соответствует конкретная модель. Оба направления удобно состыковать: домой задается построение моделей, а урок начинается с того, что несколько человек рисуют на доске придуманные ими модели, а остальные должны отгадать, что именно промоделировано. Для одного и того же рисунка, как правило, можно придумать несколько ПРАВИЛЬНЫХ объяснений. Это значит, что мы абстрагируемся от тех отличий, которые есть в этих предметах, и обращаем внимание только на то, что у них общего.

Другое направление использования ММЧ - понимание свойств окружающих нас предметов и физических процессов. При построении моделей в роли МЧ будут выступать дети.

Например, чем твердое отличается от жидкого? Почему если сжать пальцы в ванночке с водой, поднимется только одна капелька, а если сжать карандаш, поднимется весь карандаш? Для объяснения этой ситуации смоделируем ее с помощью МЧ. Карандаш моделируется из 10-12 «твердиков», которые держат друг друга за плечи. Если сдвинуть одного человека, сдвинется весь ряд. Ряд можно разорвать (сломать карандаш), но обе его половинки останутся твердыми. Если твердиков заменить на гидратиков (отпустить руки), то любого из них можно будет спокойно отделить от остальных.

Другой эксперимент на ту же тему - проход через отверстие твердого тела и жидкости. Шеренга твердиков может выйти через дверь только боком, а гидратики пройдут свободно каждый сам по себе.

Другие вопросы, которые очень хорошо моделируются маленькими человечками:

• что такое мягкое: твердики вперемешку с пневматиками, например, снежинка;
• фазовые переходы: при нагревании куска льда на сковородке твердики начинают подпрыгивать и при этом сначала расцепляют руки, а потом начинают бегать; при охлаждении для того, чтобы согреться, они прижимаются друг к другу;
• давление газа: пневматики бегают внутри оболочки и стукаются в нее;
• связь между количеством газа, объемом, температурой и давлением: дети, взявшись за руки, образуют оболочку, внутри которой движутся пневматики; меняем размер оболочки, количество пневматиков и скорость их движения.

Всем доброго времени суток! Помните ли вы, уважаемые взрослые, как в детстве родители и педагоги объясняли вам задачки при помощи яблок, конфет, игрушечных поездов и плюшевых зверей?

Вы удивитесь, но по прошествии многих лет в основополагающих принципах педагогики многие вещи остались неизменными. В том числе это относится и к славноизвестному подходу пояснения «на пальцах». Метод маленьких человечков также относится к данной категории «объяснялок». И, несмотря на кажущуюся детскость, техника эта работает просто прекрасно.

Начнем с того, что методика маленьких человечков (ММЧ) появилась в рамках теории решения изобретательских задач благодаря отцу-основателю , Генриху Альтшуллеру. Ученый решил, что при помощи забавных человечков и самым маленьким, и уже более взрослым изобретателям будет легче понять суть различных явлений происходящих на микроуровнях.

Стоит заметить, что Альтшуллер в этом смысле не был одинок, т.к. аналогичный принцип задолго до этого применил известнейший британский физик Максвелл. Зрелый и действительно очень умный ученый (это я на тот случай, если вы вдруг начали в этом сомневаться) представлял различные физические процессы в виде соответствующих действий смешных гномиков.

Так ему удавалось находить грамотные решения задач быстрее, чем если бы использовались одни лишь сухие формулы и расчеты. Кроме этого, с таким подходом, Максвелл, вполне возможно, просто нашел для себя способ воспринимать сложную и серьезную науку как увлекательную забавную игру.

А если вы не поленитесь покопаться в истории еще немного, то узнаете, что принцип упрощения условий задач путем представления неких сложных систем в виде самых простых и понятных каждому вещей, использовали многие исследователи. Так, почему бы и нам не последовать их примеру?!

Как это работает?

Суть ММЧ в том, чтобы заменять некие сложные системы группами человечков, действующих конкретным образом - в соответствии со свойствами данной системы. Например, если говорить про разные состояния вещества, то их можно выразить следующим образом:

• Твердое. Это группа человечков, которые стоят близко друг к другу и крепко держатся за руки.
• Жидкое. Это группа человечков, которые всегда стоят близко друг к другу, но при этом за руки не держатся.
• Газообразное. Человечки достаточно удалены друг от друга и за руки не держатся.

В итоге становится понятно, что первая группа будет перемещаться только вся целиком. Иначе придется придумать способ, как разделить дружных человечков. Зато с третьей группой в этом проблем не будет, здесь еще придется постараться, чтобы собрать всех человечков в одну кучку, ведь они все время пытаются разбежаться в стороны.

Такой способ ассоциативного мышления отлично работает и для дошкольников, которые только учатся решать свои первые «взрослые» задачки, и для уже достаточно взрослых школьников.

Причем в случае с теми же состояниями вещества ребятам можно будет предложить взять роль человечков на себя и в зависимости от поставленной ситуации попытаться действовать тем или иным образом. Так дети в форме очень простой и наглядной веселой игры поймут базовые принципы действия метода ММЧ.

Благодаря своей простоте и действенности техника активно применяется не только педагогами в ДОУ и школах, но и самими родителями в ходе обучающих игр в домашних условиях.

Примеры решения задачек с ММЧ

Принцип задействования человечков включает три этапа:

• Выяснить, что именно вызывает некое противоречие, трудность в системе.
• Понять, какой именно элемент системы испытывает противоречия в отношении своего физического (или, быть может, химического) состояния, когда к нему предъявляются некие требования идеальности. То есть, какой элемент не в состоянии стать идеальным в силу объективных на то причин.
• Изобразить данный элемент в виде группы маленьких человечков или запустить в него «группу быстрого реагирования» в виде все тех же крошечных помощников. При этом человечков может быть сколь угодно много. И они могут делать абсолютно все, что вашей душе заблагорассудится! Любой каприз будет исполнен в мгновение ока. Принципиально важно не думать о том, как эти проворные малыши будут выполнять очередное ваше поручение. Акцентируйте внимание на том, что (!) именно они будут делать для того, чтобы справиться с задачей и устранить те самые противоречия, которые мешают вам спать спокойно. Выяснив это, вы уже сможете подобрать грамотное решение проблемы, действующее по аналогии с тем, что делали человечки.

В качестве подсказки можно добавить, что в большинстве случаев для устранения некоего противоречия приходится менять тем или иным образом те элементы, которые соприкасаются с оперативной зоной.

Задачка

Весной и осенью, когда погода на улице еще не устоялась, и температура прыгает туда-сюда, у коммунальщиков возникает одна серьезная сложность. Скапливающийся в верхней части водостоков снег многократно тает и замерзает снова, образуя внутри труб такие себе пробки из льда.

Затем с очередным потеплением эти пробки подтаивают и всей своей внушительной массой с грохотом стремятся вниз по трубе, срывая нижние части конструкции. В итоге, водосточные трубы приходится очень часто ремонтировать.

Ребятам среднего школьного возраста предложили придумать решение этой проблемы. Для этого сначала нужно было определить оперативную зону - то есть ту, в которой и возникает проблема. Как уже было отмечено, ей становится верхняя часть трубы, в которой скапливается снег.

После нужно было обозначить причину проблемы - образование ледяных пробок. В завершении было предложено сформулировать идеальный конечный результат - пробка не падает по трубе, пока не растает полностью.

Подумав, ребята решают, что это было бы возможно, если бы пробка держалась каким-то образом за сами стены трубы. Но в этом случае как только она начнет таять, она будет падать. А значит, таять ей нельзя. Возникает противоречие - таять нужно, но нельзя.

Школьники зовут на помощь маленьких человечков, запуская их в источник проблемы - пробку. Вот они пытаются удержать рвущийся вниз тяжелый кусок льда. Для этого человечки берутся за руки по цепочке. Самые верхние хватаются за верхушку трубы, чтобы удержать на себе своих товарищей. А нижние обхватывают саму пробку.

Ученики старательно рисуют все эту композицию и, взглянув на готовую картинку, выдают ответ - «Нужно запустить в трубу что-то прочное, что могло бы держать на себе лед. Например, проволоку. Лед будет обмерзать вокруг нее, а подтаивая, потихоньку стекать вниз. И так, пока не «рассосется» вся пробка». Отлично, решение найдено, браво!

Развить подобное мышление помогут специальные книги по Для детей можно порекомендовать яркую интересную серию книг «Новейшие приключения колобка» . А взрослые почерпнут для себя огромное количество нового и полезного из книги Юрия Саламатова «Как стать изобретателем» и его тренинга по ТРИЗ .

Надеюсь, что я вас достаточно вдохновил на освоение новой методики. Если есть вопросы - задавайте их в комментариях к статье. Всем обязательно отвечу. На этом все, до новых встреч! Ваш Юрий Окунев.

Суть методики ММЧ состоит в том, что дети представляют себе маленьких человечков, которые живут, действуют в окружающих предметах и явлениях. Игра в маленьких человечков развивает у детей внимание, наблюдательность, логическое мышление, сообразительность

Рассмотрим методику ММЧ на примере опыта «Как из снега получить воду?»

Что такое снег? (Снег - это вода, которая застыла в виде кристалликов-снежинок.)

Как можно получить из снега воду? (Снег надо нагреть. Сделать это можно по-разному: в руке, принести в тёплое помещение, подогреть на огне.)

Вывод: в любом из этих случаев снег превратится в воду.

В результате ознакомления детей с явлениями неживой природы на основе ММЧ решаю следующие задачи:

• Расширение и уточнение представлений о воде, находящейся в жидком состоянии, её признаках и свойствах, о мерах по охране её чистоты, экономному использованию.
• Знакомство со свойствами твёрдых тел, с приёмами обследования всеми органами чувств, понимание зависимости свойств вещества от внутренней структуры.
• Систематизация знаний о свойствах воздуха, овладение основами исследовательской деятельности, умением изображать различные действия с воздухом с помощью ММЧ.
• Уточнение представлений о трёх состояниях воды, причинах перехода одного в другое, понимание круговорота воды в природе.

При знакомстве детей со свойствами твёрдых тел, веществ объясняю, что все предметы, которые нас окружают, состоят из очень маленьких частиц-молекул, которых мы не видим. Их мы будем называть «маленькими человечками», разные предметы состоят из разных «маленьких человечков».

В некоторых предметах, например, железе, «маленькие человечки» крепко держатся за руки, поэтому, чтобы разделить железный прутик на части, нужно приложить много силы. В других материалах, таких как бумага, «маленькие человечки» не так крепко держатся за руки, поэтому бумага легко рвётся. Для более полного понимания ММЧ провожу игру-инсценировку: превращаю «волшебной палочкой» детей в «маленьких человечков» твёрдых тел. Попутно учу их символически изображать «маленьких человечков» твёрдых веществ.

По аналогии знакомлю детей со свойствами жидких и газообразных веществ. Только в воде «маленькие человечки» не держатся между собой, но стоят рядом, поэтому воду легко переливать из сосуда в сосуд, между ними могут располагаться «маленькие человечки» других веществ.

«Маленькие человечки» газообразных веществ очень подвижны, их руки подняты вверх, они всегда бегают и прыгают.

В своей работе иду по пути «от простого - к сложному», то есть вначале мы изучаем простые вещества: стекло, дерево, вода. Затем даю представление о воде как о веществе, находящемся в природе в трёх агрегатных состояниях (жидкость, пар, лёд), которые непрерывно переходят одно в другое, то есть знакомлю детей с круговоротом воды в природе. Рассматривая схему «Круговорот воды в природе», подробно и доступно объясняю детям, как в природе протекают эти процессы и закрепляю всё в игре с использованием ММЧ. После того как дети научились описывать и моделировать простые системы, перехожу к изучению более сложных систем, состоящих из двух, трёх и более веществ (лужа на асфальте, вода в стакане, минеральная вода в бутылке и т.д.). При этом не забываю про игры-инсценировки «маленьких человечков».

Учу детей не только моделировать системы, но и читать карты-схемы объектов рукотворного и природного мира на основе ММЧ. Раздаю карты-схемы, предлагаю подумать и ответить, что это может быть.

В процессе использования ММЧ в организации поисково-познавательной деятельности заметила, что дети стали не просто пассивными наблюдателями, как это было вначале, а активными участниками практической части опыта, научились высказывать предположения, пусть даже и ошибочные, анализировать полученные результаты. Стали более самостоятельными, активными, а самое главное - усвоили в доступной форме знания о сущности процессов в явлениях неживой природы. Таким образом, подтвердилась выдвинутая мною гипотеза о целесообразности использования ММЧ в организации поисково-познавательной деятельности детей-дошкольников.

Вера Вязовцева

Уважаемые коллеги, представляю вашему вниманию материал, который, на первый взгляд, может показаться сложным. Но если разобраться, уверяю – это очень увлекательно, интересно, результативно. Как для детей, так и для педагога. В работе со старшими дошкольниками я активно применяю метод, позволяющий наглядно увидеть и почувствовать природные явления, характер взаимодействия предметов и их элементов. Это метод - Моделирование Маленькими Человечками (ММЧ, который помогает формированию диалектических представлений о различных объектах и процессах живой и неживой природы, развивает мышление ребенка, стимулирует его любознательность. В играх и упражнениях с МЧ развиваются воображение и фантазия, следовательно, создается почва для формирования инициативной, пытливой творческой личности.

Есть множество вариаций использования ММЧ : карточки с нарисованными маленькими человечками , кубики, МЧ из пластика и картона, наконец, «живые» человечки , в роли которых выступают дети.

Сущность ММЧ заключается в представлении о том, что все предметы и вещества состоят из множества МЧ. В зависимости от состояния вещества МЧ ведут себя по-разному.

Человечки твердого вещества крепко держатся за руки и чтобы их разъединить, нужно приложить усилие.

В жидком веществе человечки стоят рядом , слегка касаясь друг друга. Эта связь непрочная : их можно легко отделить друг от друга (отлить воду из стакана и т. д.)

Человечки газообразных веществ постоянно в движении. Помимо основного названия – «бегущие» , дети характеризуют их как «летящие» или «летающие» .

Рассмотрим пример перехода вещества из одного состояния в другое.

Сосулька зимой не тает. Почему? Потому что МЧ (маленьким человечкам ) льда холодно, и они крепко держатся друг за друга. Но вот пришла весна, стало солнце пригревать. Человечки согрелись , начали двигаться, перестали держаться за руки – они лишь касаются друг друга. Лед из твердого состояния перешел в жидкое, т. е. получилась вода. Солнце греет сильнее, человечкам становится жарко . Они сначала отодвинулись друг от друга, а потом разбежались в разные стороны. Вода исчезла, превратилась в пар, т. е. испарилась.

Работа с детьми с применением метода ММЧ проводится в несколько этапов.

Сначала педагог вместе с детьми выясняет, что явления и объекты бывают твердыми, жидкими, газообразными, что можно отнести к этим понятиям. Дети учатся обозначать камень, воду в стакане, пар или дым с помощью нескольких МЧ. Так, например, при моделировании стены дома маленькие человечки являются своеобразными «кирпичиками» , а при моделировании дерева надо исходить из его образа (ствол, ветки) .

Затем моделируют объекты и явления , состоящие из сочетания разнообразных человечков : вода в аквариуме, чашка на блюдце и т. д.

На следующем этапе можно рассматривать объекты и явления не только в статике, но и в движении : льющаяся из крана вода, кипящий чайник. Это необходимо для того, чтобы плавно подвести детей к умению схематизировать взаимодействие , неизбежно возникающее между системами.

После освоения детьми механического ММЧ целесообразно выходить на новый уровень рассмотрения взаимодействия объектов и явлений – схематизацию.

Схема в отличие от механической модели позволяет показать многосложность взаимодействия окружающего мира и отдельно взятого маленького человечка , представляющего твердое, жидкое или газообразное состояние, с помощью определенных символов – математических знаков «+» , «-» . Таким образом, отпадает необходимость рисовать много маленьких человечков .

Чтобы показать соединение, используют «+» , знак «-» используется в том случае , когда мы убираем, отнимаем какой-либо элемент. Можно составлять схемы явления с несколькими знаками.

Например, как можно обозначить карандаш - снаружи деревянный корпус, внутри – графит? Эти 2 составляющих карандаша- твёрдые. Используя изображения человечков , обозначающих твёрдые вещества, и знак «+» , получаем следующую схему (на фото)

А вот так обозначим процесс, когда из лейки вылилась вода :

Вот так можно обозначить стакан с водой, коробку с соком, бутылку с лимонадом и т. д.

К этой схеме можно подобрать множество вариантов - от листка бумаги оторвали кусочек, отломили пластилин от бруска, отпилили сухую ветку от дерева и т. д.

На основе этого метода разработала игры и упражнения , в которые дети с удовольствием играют, обсуждают предложенные объекты, обучают друг друга. Расскажу об игре «Маленькие человечки » , которое изготовила по принципу обычного домино - прямоугольные костяшки домино (у меня они деревянные) разделены на 2 квадрата. На одном квадрате – человечек или схема из нескольких человечков со знаками - или + , а на другой части пластины - один предмет или несколько (кубик, мяч, гвоздь, чашка с горячим чаем, от которого поднимается пар, из крана течёт вода, из фена дует воздух и т. д.). Игроки делят между собой костяшки, устанавливают очерёдность и выстраивают цепочку.

Дети очень любят играть в подвижную игру «Мы - маленькие человечки » . Дети встают в круг и в зависимости от того, какое слово произносит взрослый, дети либо стоят, крепко держась за руки (если, например, воспитатель говорит «камень» , не очень крепко держатся за руки, т. е. взрослый может легко эти руки разъединить («бумага» , начинают бегать (слово «пар» , «дым» , «запах» , стоят рядом, касаясь плечами («вода» , «молоко» , «сок» и др).

С помощью ММЧ можно обыграть различные режимные моменты, объясняя сущность того или иного процесса или ситуации. Например, вот мыло. Мыльные человечки крепко держатся за руки пока сухие. Крепко прижимаются друг к другу пока между ними никого нет. Но вот мыльные человечки встречаются с водой , с которой они дружат. И начинают плавать, нырять, плескаться, невольно опуская руки и отделяясь от остальных. Сначала они плавают поодиночке, потом некоторые, взявшись за руки, водят в воде хоровод. Посмотрите, какие мыльные пузыри плывут по воде. Но они быстро лопаются, так как руки у мыльных человечков мокрые , скользкие, им трудно держаться друг за друга.

Могу назвать в качестве основного источника- статьи преподавателя ТРИЗ Богат В . Ф. в журналах «Ребёнок в детском саду» №5, 6, 2007г. Материал творчески перерабатывался мною, дополнялся. В дальнейшем представлю конспекты занятий с применением метода ММЧ.

Желаю творческих успехов!

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...)