Использование в работе с дошкольниками моделирования человечками. Метод маленьких человечков для решения взрослых задач. Метод моделирования маленькими человечками
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
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
Эмпатия и ассоциативные ряды
Эмпатия– осознанное сопереживание текущему эмоциональному состоянию другого человека без потери ощущения внешнего происхождения этого переживания.
Ассоциативный ряд – это ряд понятий или определений, когда следующий член ряда "всплывает" в связи с тем, что вспоминается по поводу предыдущего.
1. Составить абстрактный портрет собеседника, описать рисунок.
2. Нарисовать абстрактный портрет человека, используя ассоциативный ряд, подчиненных ему образов, описать рисунок.
Метод фокальных объектов
Метод фокальных объектов (МФО) – это метод поиска новых идей и характеристик объекта на основе присоединения к исходному объекту свойств других, выбранных случайно, объектов. Отсюда другое название – метод случайных объектов.
Теоретической основой МФО является алгоритм из 6 шагов, выполняемых последовательно:
1. Выбирается фокальный объект – то, что необходимо усовершенствовать.
2. Выбираются случайные объекты (3-5 понятий, из энциклопедии, книги, газеты, обязательно существительные, разной тематики, отличной от исходного объекта).
3. Записываются свойства случайных объектов.
4. Найденные свойства присоединяются к исходному объекту.
5. Полученные варианты развиваются путём ассоциаций.
6. Варианты оцениваются с точки зрения эффективности, интересности и жизнеспособности полученных решений.
Перенос на исследуемый объект свойств других объектов, никак не связанных с исходным, нередко дает сильные идеи, поскольку позволяет взглянуть на предмет под иным, неочевидным углом. При этом техника применения проста и инвариантна. Ещё одним преимуществом МФО считается содействие развитию ассоциативного мышления. Но он не лишен и недостатков. Применяя метод, нет никакой гарантии, что полученное решение будет сильным. Также слабыми сторонами метода являются непригодность в работе со сложными техническими задачами и отсутствие чёткости при выборе критериев оценки получаемых идей.
Пример:
ФО – кастрюля.
Цель – расширение ассортимента и спроса на продукцию.
Случайные объекты: дерево, лампа, кошка, сигарета.
Их свойства: дерево – высокое, зелёное, с толстыми корнями; лампа – электрическая, светящаяся, разбитая, матовая; кошка – игривая, пушистая, мяукающая; сигарета – дымящаяся, с фильтром, брошенная, отсыревшая.
Поочерёдно присоединяем полученные свойства к кастрюле и развиваем.
Слабые сочетания можно сразу отбросить.
Сильные решения дают: кастрюля с корнями – кастрюля с теплоизолирующим дном; разбитая кастрюля – разделённая на секции для одновременной готовки нескольких блюд; мяукающая кастрюля – подаёт сигнал, когда блюдо готово.
Применить метод фокальных объектов к:
1. рабочему столу;
2. случайному объекту;
3. предмету, связанному с темой диссертации.
Метод синектики
Термин «синектика» обозначает совмещение в процессе поиска решения проблемы разнородных, порой даже несовместимых элементов. В методе приветствуется критика, а также активно используются различного рода сравнения и аналогии. В процессе решения поставленной задачи участие принимает группа людей (синектиков), все участники группы должны хорошо знать друг друга, чтобы не чувствовать неловкости высказывая абсурдные идеи и относиться к разным психотипам, что обеспечит разнообразие подходов и выдвигаемых идей. По сути задача синектики превратить незнакомое в знакомое и определить решение или напротив превратить знакомое в незнакомое, тем самым открыв горизонты развития.
Обсуждение по методу синектики состоит из следующих основных этапов:
1. Заслушивается имеющаяся информация по обсуждаемой проблеме.
2. Заказчик определяет проблему и желаемую цель.
3. Генерируется перечень ключевых слов, характеризующих проблему.
4. На основе этого списка с применением четырех методов синектики генерируется первый уровень абсурдных идей, непосредственно касающихся желаний заказчика.
4 метода синектики:
Прямая аналогия – внешние, структурные или функциональные аналоги, существующие в окружающем мире.
Субъективные (личные) аналогии – личные представления, представления собственного тела как части проблемы.
Символическая аналогия – сравнения, аллегории, метафоры, отождествление свойств чего-то одного со свойствами чего-то другого.
Фантастическая аналогия – представление вещей фантастическими и невозможными, вмешательство чудесных сказочных сил, способных решить рассматриваемую проблему.
5. На основе первого уровня формируется второй уровень идей, которые являются максимально практичными, но при этом, не теряют своей оригинальности.
6. Из сформированных вариантов клиентом выбирается наиболее интересная версия.
7. В результате совместного обсуждения идея доводится до стадии практического воплощения.
1. В качестве проблемы предлагается разработать фирменный знак для ИжГТУ имени М.Т. Калашникова в котором буде чувствоваться оружейная тематика.
2. На первоначальном этапе нужно предложить 12 аналогий – по 3 для каждого из 4-х методов синектики (поработать нужно группой – можно в кругу семьи или друзей).
3. На основе получившихся аналогий предложить в виде 2-5 эскизов идеи по оформлению знака.
4. Одну идею оформить как рабочий вариант знака.
Метод маленьких человечков
Суть Метода маленьких человечков в том, чтобы заменять некие сложные системы группами человечков, действующих конкретным образом – в соответствии со свойствами изучаемой 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.
1. Составить 5 орнаментов из держащихся друг за друга человечков (пар, троек, четверок), придав им конкретные качества – пол, возраст, м.б. это семьи, м.б. друзья.
2. На основе двух орнаментов придумать два кованых заборчика, принцип соединения секций которых должен быть обусловлен тем, как человечки держатся за руки.
Требования к отчету:
1. Наличие стандартно оформленного титульного листа.
2. По каждому методу – кратко описать задание и результат его выполнения, привести необходимые рисунки и пояснения к ним.
3. Сделать выводы.
©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2018-01-08
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!
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.
