Занимательные факты на тему: мастер-класс "исследовательская деятельность с детьми с применением метода триз-технологии "моделирование маленькими человечками". Моделирование с помощью «маленьких человечков
Метод моделирования маленькими человечками
Одним из эффективных методов снижения психологической инерции мышления является метод моделирования «маленькими человечками» - ММЧ. С помощью этого метода легче представить себе модель системы или процесса. Замена элементов, находящихся в зоне возникновения задачи, живыми существами раскрепощает мышление, делает его более свободным и дает возможность, хотя бы мысленно, совершать самые фантастические действия.Интуитивно этот метод использовался многими исследователями и учеными.
Максвелл, строя свой эксперимент при разработке, динамической теории газов. мысленно поместил в сообщавшиеся между собой сосуды с газами демонов. Эти демоны открывали дверцу для горячих быстрых частиц газа и закрывали ее перед охлажденными, медленными.
Кекуле увидел структурную формулу бензола в виде кольца, образованного из группы обезьян. которые ухватились друг за друга. Выдающийся российский конструктор авиационных двигателей Микулин вспоминал: «Однажды я слушал оперу «Пиковая дама». Когда Герман поднял пистолет, я вдруг увидел в изгибе руки с пистолетом вал с компрессором, а дальше ясно: то, что искал – радиатор. Я тут же выскочил из ложи и набросал на программке схему…»
Образный стиль мышленияприсущ всем людям творческих профессий. Но не всякий образ эффективен. Например, простое графическое изображение детали тоже наглядно, но есть в нем недостаток - оно привязывает нас к прототипу. Маленькие человечки не напоминают нам что-либо известное, но зато показывают картину в полном объеме, и потому мы свободны в своей мыслительной деятельности. Для некоторых процесс рисованиямаленьких человечков может показаться слишком детским, несерьезным, ненаучным.Такое мнение ошибочно. Метод воздействует на самые глубинные и сокровенные процессы мышления, вызывая яркие образы и ассоциации, уводя от стереотипов и привычных действий.
Когда применяют метод моделирования маленькими человечками?
Метод применяют тогда когда возникают трудности при реализации выбранного принципа разрешения физического противоречия.
С чего начинать, применяя метод моделирования маленькими человечками?
Первое: выявить оперативную зону задачи, т. е. место, где возникло физическое противоречие.
Второе: выявить элемент, который испытывает противоречивые требования по своему физическому состоянию, когда к нему предъявляются требования идеальности.
Третье : Запустить в этот элемент маленьких человечков или изобразить его в виде толпы маленьких человечков. Должно быть два рисунка – исходное состояние и требуемое. Рисуя человечков, не жалейте карандаш и время. Человечков должно быть много, и помните, что они могут делать все(!), даже самое фантастическое, самое невероятное. Для них нет невозможного, нет запретов, они всемогущи и выполняют любое ваше желание. Не надо пока думать, как они это сделают, важно выяснить, что они должны делать. Позже, в соответствии с вашими знаниями, вы найдете способ, как достичь то, что показали человечки. Чаще всего приходится изменять прилегающие к оперативной зоне элементы, но вы уже знаете, как делать, потому что вам в этом помогли маленькие человечки.
Теперь посмотрим работу маленьких человечковна небольшомпримере.
Работникам жилищно-коммунального хозяйства в осенне-весенние периоды прибавляется работа по ремонту водосточных труб. Дело в том, что в эти периоды в верхней части водосточных труб скапливается снег, который, многократно оттаивая и замерзая, превращается в ледяные пробки. При очередном потеплении эта ледяная пробка подтаяв, бомбой падает вниз по трубе, ломая и сокрушая ее. Вероятно, вы и сами не раз видели оборванные концы водосточных труб.
Находим оперативную зону, тоесть начало возникновения проблемы – верхняя часть трубы. Находим элемент являющийся причиной проблемы – ледяная пробка.
Составляем ИКР - Ледяная пробка сама не падает вниз, пока не растает полностью. Это возможно если лед будет удерживаться за стенки трубы. но в этом случае ему нельзя.., таять.
Возникло физическое противоречие: - лед должен таять и не должен таять... Как быть?
Запускаем в ледяную пробку, как на поле боя, маленьких человечков.
Их много, они сцепились друг с другом и изо всех сил стараются удержать пробку, не давая ей упасть до той поры, пока она не растает полностью.
Восьмиклассники, которые «рисовали» эту задачу и любовались на человечков, воскликнули: - «Нужно заменить человечков цепью или, еще проще, проволокой. На этой проволоке ледяная пробка и будет держаться, пока не растает полностью!»
Все, задача решена! И, кажется, неплохо. Внедрение этого решения в жизнь не составит больших трудностей. По стоимости оно равно стоимости двух метров проволоки. Найденное ребятами решение следовало бы оформить заявкой на изобретение. Но патентный поиск подтвердил лишь правоту Станислава Лема, который сказал: «Вселенная так велика, что в ней нет ничего такого, чего бы не было». Действительно, всего на год раньше взрослыми изобретателями, работающими в НИИ коммунального хозяйства, было предложено аналогичное решение. Но даже в этом случае стоило поблагодарить маленьких человечков за большую подсказку.
Здравствуйте, читатели!
И еще один рассказ об очередной “ТРИЗ-субботе”. В этот раз попробовали новый формат: мастер-класс по методам ТРИЗ. За одно занятие знакомимся с каким-то методом, используем его для решения какой-то научной задачи и потом пытаемся какую-то из своих собственных жизненных проблем решить с помощью этого метода.
Смысл: сделать каждое занятие законченным и не связанным с другим, чтобы могли участвовать и дети, которые пришли впервые, и “старички”.
У нас под прицелом был метод маленьких человечков — ММЧ . С помощью этого метода можно представить любой объект, их систему или даже процесс. Здесь ключевое слово ПРЕДСТАВИТЬ. Часто слова атомы и молекулы не несут ясного визуального образа, особенно для детей. К тому же, участие маленьких человечков очень сильно снижает психологическую инерцию: само их появление уже немного сказочно и необычно. Поэтому многие расслабляются и начинают думать так, как никогда не стали бы, если бы представляли атомы и молекулы.
Знакомство с методом ММЧ:
Самое приятная и интересная игра для детей: самим превратиться в таких человечков — жидких, твердых или газообразных.
Со школьниками мы сразу попробовали смоделировать некоторые процессы:
- “погружение” пальца в стол
- погружение пальца в воду,
- погружение в пустой стакан с воздухом.
Многие изобретатели придумывали что-то, когда начинали наблюдать за процессом не извне, а представляли его и становились полноценным участником. Для детей это очень полезное упражнение, развивающее умение воображать и мыслить образами.
Следующий способ представить человечков — нарисовать их. Тут я столкнулась со сложностью: рисовать предметы с помощью человечков многим было сложно. Многие скатывались к рисованию не однородной субстанции, а не человечков. Для меня это означает, что не все поняли смысла и какое преимущество дает представление именно человечков, а не кирпичиков, например. Значит надо это преимущество показать очень-очень наглядно.
Кульминацией нашего мастер-класса был эксперимент, который мы пытались понять и объяснить с помощью маленьких человечков. Достаточно простой, но именно он должен был подтолкнуть ребят на правильные рассуждения при решении следующей задачи.
Эксперимент №1:
В пакет набрали немного воды и плотно завязали. Кладем в банку и прокалываем пакет. В итоге вода сначала начинает вытекать фонтанчиком, а потом прекращает. Почему?
С человечками этот эксперимент объясняется очень просто и главное понятно для детей.
Сначала человечкам очень тесно в пакете с водой. Это похоже на душную комнату в которую набилось очень много людей. Всем хочется выйти. И когда открывают дверь (делают прокол), то те человечки, что стоят рядом тут же начинают выбираться наружу. А те, что стоят далеко от входа ждут своей очереди. Но в какой-то момент, человечкам снаружи становится также тесно, как и внутри. Выходить уже нет смысла и человечки перестают выходить из пакета.
Сообщающиеся сосуды, давление — все это будет изучаться только в старших классах на уроках физики. Но уже сейчас можно на доступном языке объяснить детям многие процессы, а главное ДАТЬ им инструмент с помощью которого они могут объяснять многие вещи вокруг. И еще: потом через 5-6 лет на уроках физики все эти процессы и формулы будут не просто заучиваться детьми, а пониматься на абсолютно естественном уровне.
Эксперимент № 2
В стакан с водой кидаем маленький бумажный шарик. Воду переливаем из стакана в стакан и шарик тоже двигается вместе с потоком воды.
Опять моделируем ситуацию с помощью маленьких человечков. Вы оказались в толпе людей (те кто был в час пик в метро — очень хорошо понимают). Очень сложно оставаться неподвижным или идти вспять. Самое простое — идти вместе со всеми. Тоже самое происходит с нашими человечками. Жидкие толкают твердых и несут вместе с собой вперед.
Исследовательская задача:
Неподвижная рыба удильщик приманивает к себе добычу с помощью фонарика на одном из шипов. Одно мгновение и добыча во рту у удильщика. Каким образом, если рыба НЕ ДВИГАЕТСЯ?
Вот какие этапы дети должны пройти, чтобы решить задачку:
Рисуем рыбу и добычу. Но это еще не все? Надо догадаться о третьем участники нашего процесса? Это маленькие человечки воды! Рисуем их тоже.
Теперь надо понять, как эти человечки могут нам помочь? Они как и в эксперименте №2 могут перенести рыбку прямо в рот!
И последняя идея: как заставить человечком воды двигаться? Это посыл к эксперименту №1 . Ведь там человечки очень активно начали двигаться, когда открыли “вход”
ММЧ в жизни детей:
И в конце, я попробовала предложить детям найти свою собственную проблему. Из своей жизни. Считаю, это очень важная часть занятия, потому что фантазировать и придумывать на отвлеченные темы многие уже умеют и очень хорошо. А вот собственные проблемы даже не видят, не умеют их переводить в задачи и тем более решать. А ведь именно для этого нужен ТРИЗ!
Сначала рассказала им небольшую историю, про мальчика Дениса. В ходе истории дети должны были находить его проблемы и превращать их в задачи.
Потом каждый попробовал описать свой день и вспомнить какую-то проблему, а затем превратить ее в задачу.
- Проблема: Младший брат рушит замки из лего. Задача: Как сделать так, чтобы брат сам перестал трогать мои постройки?
- Проблема: Младший брат кричит и мешает учить уроки. Задача: Как сделать так чтобы крик брата помогал делать домашнее задание?
- Проблема: После вырезания на полу много обрезков. Как сделать так чтобы после вырезания НЕ образовывалось обрезков.
Получилось сумбурно, но в целом хорошо. Каждый попробовал решить свою проблему с помощью маленьких человечков и моделирования процесса. Это было уже совсем сложно. И пока актуальный навык все-таки проблемы превращать в задачи. На этим и будем тренироваться дальше.
С уважением, Несютина Ксения
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...)
Следующий важный этап обсуждения вопроса о регистрации открытий в области общественных наук был связан с законодательным введением в СССР правовой охраны открытий и принятием Положения об открытиях, изобретениях и рационализаторских предложениях (1959 г.), где после обсуждения этой проблемы было оговорено, что на открытия в области общественных наук дипломы не выдаются. Таким образом, законодательство СССР, признавая возможность научных открытий в общественных науках, исключило их из сферы государственного правового регулирования. Указанная норма благополучно была перенесена и в новое Положение об открытиях, изобретениях и рационализаторских предложениях (1973 г.). “На открытия географические, археологические, палеонтологические, на открытия месторождений полезных ископаемых и на открытия в области общественных наук настоящее Положение не распространяется” (п. 10 Положения).
Основным доводом для исключения из законодательных актов регистрации открытий в области общественных наук, было мнение специалистов гражданского права о том, что введение правовой стороны открытий в области общественных наук вызовет отрицательный эффект, так как выводы общественных наук не могут быть оценены с достаточной степенью достоверности в отличие от выводов в области естественных наук. Для проверки таких открытий нужен длительный общественный опыт, а проведение эксперимента ограничено или исключено.
Эти выводы были продиктованы, скорее всего, идеологическими соображениями, а не стремлением повысить заинтересованность ученых в проведении фундаментальных исследований в области общественных наук.
Данная позиция в отношении открытий в области общественных наук, хотя и в несколько смягченном виде , нашла свое отражение в тексте Женевского договора о международной регистрации научных открытий (1978 г.), разработанного и принятого ВОИС по инициативе СССР. В статье 1(2) Договора сказано, что “любое Договаривающееся государство имеет право не применять настоящий Договор к географическим, археологическим и палеонтологическим открытиям, открытиям залежей полезных ископаемых и открытиям в области общественных наук”.
При рассмотрении вопроса о научных открытиях, и в частности о научных открытиях в области общественных наук, нередко проводится аналогия с Нобелевскими премиями. Не отрицая правомерность проведения такой аналогии и не вдаваясь в подробный анализ существенных отличий относительно порядка присуждения Нобелевской премии, и признания научного положения открытием, отметим, что деятельность Нобелевского фонда не только не отрицает возможность регистрации открытий в области общественных наук, а фактически подтверждает необходимость проведения этой работы .
По завещанию А. Нобеля премии присуждаются “... первая часть тому, кто сделает наиболее важное открытие или изобретение в области физики, вторая - тому, кто сделает наиболее важное открытие или усовершенствование в области химии, третья - тому, кто сделает наиболее важное открытие в области физиологии или медицины, четвертая - создавшему наиболее значительное литературное произведение идеалистической направленности, пятая - тому, кто внесет весомый вклад в сплочение народов, ликвидацию или сокращение численности постоянных армий или в развитие мирных инициатив”.
Нобелевский фонд был создан в 1900 году, а в 1968 г. к пяти традиционным Нобелевским премиям добавилась ежегодная премия по экономике, учрежденная по инициативе Шведского банка и присуждаемая Шведской королевской академией наук. За истекший период Нобелевские премии по экономике были присуждены целому ряду ученых - экономистов, обогативших своими открытиями мировую науку, причем оценке достижений этих открытий не помешали приведенные выше сомнения и утверждения о ее невозможности.
Так, первым лауреатом Нобелевской премии по экономике стал Р. Фриш (1969 г.) за создание и применение динамических моделей к анализу экономических процессов.
В 1971 г. Нобелевская премия по экономике была присуждена ученому-экономисту С. Кузнецу за эмпирически обоснованное толкование экономического роста, которое привело к более глубокому пониманию как экономической и социальной структуры, так и процесса развития, в 1973 г. - В.В. Леонтьеву за разработку метода “затраты - выпуск” и за его применение к важным экономическим проблемам. Нобелевские премии по экономике были присуждены также Р. Солоу (1987 г.) за теоретическую разработку актуальных проблем современной рыночной экономики, Г. Беккеру (1992 г.) за расширение сферы макроэкономического анализа и исследования поведения и взаимоотношений людей и целому ряду других известных ученых-экономистов в последующие годы. В 2004 году ученым Ф. Кидланду и Э. Прескотту за вклад в изучение влияния фактора времени на экономическую политику и за исследования движущих сил деловых циклов, в 2005 г. – Р. Ауманну и Т. Шеллингу за углубление понимания сути конфликта и сотрудничества путем анализа теории игр.
Решение о присуждении Нобелевских премий по экономике объясняется, на наш взгляд, прежде всего возрастающим интересом к изучению экономических проблем научными методами и стремлением повысить заинтересованность ученых-экономистов к фундаментальным исследованиям, результаты которых могут оказать существенное влияние на развитие общества.
При рассмотрении зарегистрированных научных открытий, представляющих собой результат экспертной оценки поступающего массива заявок, можно определить характерные приоритетные направления, связанные с изучением человека, теорией информации, социологией, что, на наш взгляд, является закономерным и отражающим современное состояние научных исследований в этих направлениях.
Изучение человека в настоящее время превратилось в общую проблему, поскольку такими исследованиями занимаются представители различных наук, часто не соприкасающихся друг с другом, что снижает эффективность научных исследований. В связи с этим очевидны попытки синтеза научных знаний о человеке с формулировкой обобщенных понятий и проведением комплексных исследований для получения нового фундаментального результата.
Что касается другого приоритетного направления - теории информации, то в науке на сегодняшний день нет единого определения понятия информации, однако информация, по мнению известных ученых-специалистов (К.К. Колин), является главным движущим фактором в самоорганизующихся системах любой природы. Именно информация и информационные процессы играют особую роль в развитии природы и общества. Осознание главенствующей роли информации в природе и социальных явлениях обусловило появление нового фундаментального подхода научного познания - информационного подхода, суть которого заключается в том, что при изучении любого объекта в первую очередь выявляются и анализируются наиболее характерные для него информационные аспекты, определяющие состояние этого объекта и позволяющие прогнозировать его поведение, что дает возможность на практике принимать обоснованные решения.
Третье направление – это открытия , связанные с изучением социологических проблем, в частности, проблем личности, психологии взаимодействия и поведения человека.
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!
