Моделирование маленькими человечками (ММЧ)1. Как это работает? твердые, но не тают))

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!

Скачать:


Предварительный просмотр:

Муниципальное бюджетное дошкольное образовательное учреждение

МБДОУ «Детский сад №13» г. Канаш

Выполнила: воспитатель I кв. категории

Васильевой М.М

Канаш, 2017 г

Ход мастера-класса

Уважаемые коллеги, я хочу в рамках данного мастер - класса представить вашему вниманию метод, который помогает мне реализовать задачи для раскрытия творческого потенциала дошкольников. 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 «Моделирование маленькими человечками» позволяющий наглядно увидеть и почувствовать природные явления, характер взаимодействия предметов и их элементов

Цель нашего мастер -класса: познакомить педагогов с методом ТРИЗ-технологии «Моделирование маленькими человечками».

Уважаемые педагоги, сегодня мы с вами отправимся в увлекательное путешествие на планету ТРИЗ. .Но перед тем как отправится в это путешествие мы с вами должны вспомнить: «Что это такое ТРИЗ и зачем он нужен?». ТРИЗ- это теория решении изобретательских задач.

Обществу нужны люди интеллектуально смелые, самостоятельные, оригинально мыслящие, умеющие принимать нестандартные решения и не боящиеся того.

Дошкольное детство –это тот особый возраст когда появляется способность к творческому решению проблем, возникающих в разных ситуациях жизни ребенка (креативность).В дошкольном возрасте процесс познания у ребенка происходит эмоционально -практическим путем. Каждый дошкольник-маленький исследователь, с радостью и удивлением открывающим для себя окружающий мир. Ребёнок стремится к активной деятельности, и важно не дать этому стремлению уснуть способствовать его дальнейшему развитию. Поэтому важным считаю применение методов и приёмов ТРИЗ, для развития фантазии, речи, научить их мыслить системно, понимать происходящие процессы в природе.

Перед собой я поставила следующие задачи:

  • Познакомить педагогов с методами ТРИЗ- технологиями;
  • Побудить к использованию метода «Моделирование маленькими человечками» в совместной деятельности педагога с детьми;
  • Активизировать и поддерживать творческий потенциал педагогов, развивать профессиональную компетентность.

Существуют следующие технологии основанные на ТРИЗ

Сегодня мы опробуем метод ММЧ

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 .

Педагог обращается к гостям семинара:

Только сегодня и только сейчас,

Только у нас и только Вам

Я предлагаю с удовольствием и конечно волнением окунуться в мир детства. Почувствуйте себя вдали от житейской суеты и трудностей.

В своей работе со знакомством с Маленькими человечками мне помогает волшебник Оживлялка

Волшебник Оживлялка сочинил сказку и хочет, чтобы я рассказала вам.

„Сказка про маленьких человечков"

(чтение сказки сопровождается показом схем)

Жили-были маленькие человечки, и отправились они гулять по белу свету. Они были такие маленькие, что их никто не замечал. Им так стало обидно, что они стали топать ногами и кричать, но их все равно никто не видел. Тогда один из них предложил : „ Давайте возьмемся крепко за руки и пойдем из этой страны, где нас никто не замечает. " Так они и сделали. (Слайд №10)

Но тут вот что случилось. Только они взялись крепко за руки, как все их увидели. „Посмотрите какая большая гора, какой твердый камень, какое прочное стекло, железо и дерево",- говорили все вокруг. „Что это с нами случилось,- удивились человечки, мы стали деревом, металлом, стеклом и камнем". Им стало так хорошо и весело, что они захлопали в ладоши. Но как только они перестали держаться за руки, с гор побежала вода. „Значит, если мы будем крепко держаться за руки, то будем твердыми веществами, а если будем просто стоять рядом, то будем жидкостями",- сказали человечки.

А самые непослушные человечки не хотели держаться за руки и рядом стоять не хотели. Они стали бегать, прыгать, кувыркаться и превратились они в воздух, дым над костром и в запах маминых духов.

Так теперь и живут маленькие человечки.

В твердых веществах они крепко держатся за руки, и чтобы их разъединить нужно приложить усилие .

В жидкостях они стоят рядом друг с другом. Эта связь непрочная, их можно разъединить (например, перелить воду)

В газообразных веществах они бегают и прыгают. Они могут жить в различных запахах, пузырьках.

Педагог: С чего предлагается начать работу для знакомства с человечками. Работа начинается с предварительной беседы, я рассказываю, что все предметы состоят из частей, и предлагаю назвать, из каких частей состоит, например , кирпич, бумага, мыло, проволока, камень и т.д . Обычно дети дают такие ответы: «Кирпич состоит из маленьких кусочков кирпича», «Мыло состоит из маленьких кусочков мыла»…

Обобщая ответы детей, я указываю, что эти маленькие частицы, из которых состоят вещества, называются «молекулы». Можно сказать, что кирпич состоит из молекул кирпича, вода - из молекул воды, бумага - из молекул бумаги…

О молекулах вы подробно узнаете, когда будете учиться в школе. А пока вы маленькие, вместо слова «молекулы» мы будем говорить «маленькие человечки» .

Сейчас мы отправимся с вами в страну маленьких человечков, которые живут в разных городках .

Педагог: но на чем мы с вами полетим? (варианты детей)

Воспитатели: На космическом корабле.

Педагог: А где этот корабль? Его нет! Как быть?

А поможет нам в создании космического корабля морфологическая таблица (1 педагога создает на мольберте космический корабль)

1 2 3 4

А - «Нос ракеты»

Б – корпус корабля

В – форма иллюминаторов

Г – количество крыльев 2, 3, 4, 6

Задание: Построить космический корабль по комбинации А2, Б3, В4, Г1. (педагоги строят ракеты)

Педагог: Ну что, вот такой у нас получился космический корабль!

Теперь отправляемся в полет. Но не хватает капитана. Им буду я.

Считаем 5, 4, 3, 2, 1 . Пуск!

Вот мы с вами и прилетели в город «Твёрдых человечков»

Твердые человечки хотят поиграть с вами в игру. Кто же такие твёрдые маленькие человечки ?

Игра «Назови твёрдое»

(игра с мячом)

Задача участников: назвать различные твёрдые предметы. Кто ошибся или повторил- тот выходит из игры. Только важно помнить, что твердое-то то, что не жидкое.

Теперь глазки закроем, и представим чтобы в лаборатории маленьких человечков, которые очень любят проводить опыты

«На столе лежит железная проволока и металлический брусок»

Педагог: Скажите, из чего они сделаны?

Воспитатели: Из железа.

Педагог: На что они похожи?

Воспитатели: на толстую нитку. На кирпичики.

Педагог: Что можно сделать из проволоки и железного бруска?

Воспитатели: Корзинку. Значок. Машинку. Вертушку.

Педагог: Что нужно, чтобы сделать корзинку из проволоки?

Воспитатели: Изогнуть. Разрезать. Тяжело ее сделать. Надо гнуть руками.

Педагог: Да. Надо приложить усилия. Знаете почему?

В железе живут человечки, они очень крепкие, они держатся за руки. Сможете разорвать проволоку? Попробуйте. Ничего не получается, потому что они очень крепко держатся эти человечки. Нужен инструмент, чтобы их расцепить.

Педагог: Вы спросите, почему проволоку можно гнуть, а железку только топором разрубить?

Потому что проволока тонкая, человечков легче заставить изменить свое положение. В бруске больше человечков, и поэтому его руками не согнешь. Как в венике, смотрите: вот один прутик – я его смогу согнуть, а веник не смогу, т.к. прутиков много.

Педагог: Ну что, мы побывали в городе твёрдых человечков, теперь оправляемся дальше. Вот мы с вами прибыли в город «Жидких человечков»

Давайте дорогие друзья поближе познакомимся с жидкими человечками. Кто же они такие ?

В этом городе человечки ведут себя по разному в разные времена года. .Зимой они превращаются в лёд «человечки крепко держатся за руки. Когда наступает весна, становится тепло, они опускают руки, перестают держаться, и превращаются в жидкость. Это «жидкие человечки», которые легко могут перемещаться.

Педагог: Давайте немного разогреемся и поиграем.

Игра «Замри »

Правила: дети свободно перемещаются по группе. Когда воспитатель подает сигнал (бубном или колокольчиком), они превращаются в «ледяных», т.е. должны замереть –«замерзнуть», повторный сигнал –«растаяли».

Педагог: Давайте теперь оправимся в город «Газообразных человечков»

Газообразных человечков можно почувствовать, если подуть на ладошку. Эти «человечки» очень подвижны, они могут бегать в воздухе в разные стороны, кто куда захочет. Воздух состоит их «человечков газа»..

Некоторых «газовых человечков» можно увидеть, когда кипит вода, она превращается в пар, который хорошо виден.

Педагог: Жители того города очень любят двигаться, давайте и мы с вами поиграем.

Подвижная игра «Маленькие человечки »

Педагоги-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.

Педагог: Работа с карточками «Маленьких человечков»

Педагог подготавливает набор карточек, где символически изображены маленькие человечки:

Педагог предлагает рассмотреть модели и предлагает ответить, что это такое может быть .

Скажите, что можно изменить во второй схеме, чтобы это была не бутылка молока, а бутылка лимонада? (добавить «газообразных человечков»)

Газообразные человечки очень любят фантазировать и превращаться в разные предметы. Они предлагают вам поиграть и узнать в какие предметы они превратились. Согласны?

Игра «Узнай вещество»

Молодцы! Вы отлично справились со всеми заданиями, наше путешествие подошло к концу и на пора возвращаться домой.

Начинаем отсчет: 5, 4, 3, 2, 1.

Вот мы и дома. Итак, мы побывали в городах большой страны ТРИЗ: город твердых, жидких и газообразных человечков.

С дороги все устали и наверно проголодались. Предлагаю нам всем вместе сварить компот конечно же с помощью метода «Моделирование маленькими человечками».

Давайте мы с вами поиграем в игру «Фрукты»,

Приглашаю к себе 3 помощника.

Я вас сейчас превращу во фрукты:

Хлопните 3 раза в ладоши И в чудо фрукты превратитесь. (Дети превращаются во фрукты).

Называем кто в какой фрукт превратился. Дети называют.

А что можно приготовить из фруктов? (сок, варенье, салат)

Дети, вот вы сказали, что из фруктов можно приготовить варенье, сок, салат. А знаете ли вы, как сварить вкусный компот. А какие бывают компоты? (клюквенные, яблочные, брусничные). Давайте вы не только расскажите, как сварить компот, но и покажите. А помогут нам в этом наши маленькие человечки.

Хлопните 3 раза в ладоши И в маленьких человечков превратитесь.

Сначала надо взять кастрюлю.

Кто хочет показать, какая это кастрюля, мне нужны опять помощники. Дети, какие вы человечки?

Мы твёрдые человечки (встают в круг и крепко держатся за руки)

Как ведут себя твёрдые человечки?

Они крепко держатся за руки.

Теперь надо положить в кастрюлю свежие фрукты. Какие они? (они тоже твёрдые)

А чего не хватает? Правильно, воды.

Сейчас зальём фрукты водой. Какие это человечки? (жидкие). Как они себя ведут? (слегка касаются друг друга, например локтями) Приглашаю 2 человека.

Ставим кастрюлю на плиту. Вода закипает. Как ведут себя человечки кипящей воды?

Они бурлят, двигаются, подвигайтесь, закипайте. (ходят рядышком, соприкасаясь…)

Компот всегда вкусно пахнет, я всё думаю, почему?

Это газообразные человечки из него выскакивают.

Кто хочет быть паром, выходите, мне нужны помощники.

Вот компот и готов. Какой у нас получился вкусный, сладкий, ароматный, полезный компот.

А теперь вы снова превращаетесь в детей. Спасибо, садитесь.

Оценка работы мастер – класса

Я предлагаю оценить свой мастер – класс.

  • Понравился мастер класс. Буду применять игры в работе с детьми. (Показать смайлик зеленого цвета)
  • Неплохо было. Но о том, буду ли применять игры в своей работе, не знаю, пусть покажет смайлик желтого цвета.
  • Ничего не поняла. Было не интересно, пусть покажет смайлик красного цвета.

Уважаемые коллеги, Вы были благодарными слушателями и прекрасно справились с предложенными играми и игровыми упражнениями. Используйте различные приемы ТРИЗ в своей работе, и перед вами в полной мере раскроется неиссякаемый источник детской фантазии.


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...)

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 Викторович

3. 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 Джон

Модель 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 Фёдорович

Моделирование 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 автора

Моделирование 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 автора

4. 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 автора

Моделирование 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 автора

5. 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 автора

Моделирование 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 автора

Тайна 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 автора

6. 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 автора

8. 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 автора

9. Моделирование памяти и вычислительных систем На пути к созданию искусственного мозга Важнейшим объектом исследования нейрокибернетики является самая сложная биологическая системачеловеческий мозг. Исследуя процессы, происходящие в головном мозге, можно изучить

Из книги автора

Проектирование 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 автора

Плавание 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 автора

Плавание 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 автора

3.8. 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

Метод маленьких человечков (ММЧ)

Основная идея: Представить объект (или оперативную зону ОЗ) в виде толпы живых и мыслящих веществ – маленьких человечков, которые умеют выполнять поступающие команды.

Правила ММЧ:

1. Выделить часть объекта , которая не может выполнить требуемые противоположные действия, представить эту часть в виде «толпы» МЧ.

2. Разделить МЧ на группы , действующие (перемещающиеся) по условиям задачи, т. е. плохо, как задано в задаче.

3. Рассмотреть полученную модель задачи (рисунок с МЧ) и перестроить так, чтобы выполнялись конфликтующие действия, т. е. разрешалось противоречие.

4. Перейти к возможному ответу.

Примечания:

Обычно выполняют серию рисунков: «было», «надо», «стало» или «было» и «как должно быть».

Человечков должно быть много.

Человечки легко (абсолютно) управляемы и послушны; обладают любыми нужными нам свойствами.

Человечки специализированы: делают только то, для чего предназначены. Для разных действий требуются разные человечки.

Человечки «слушаются» команд на «языке» полей. Разные человечки «слушаются» разных полей.

3.7. Морфологический анализ. Приемы фантазирования.
Метод фантограмм

Морфологический анализ – это метод совершенствования систем. Сущность метода состоит в том, что в совершенствуемой системе выделяют несколько характерных (морфологических признаков), далее по каждому признаку составляют списки альтернатив. Признаки с их различными альтернативами располагают в форме таблицы, что позволяют лучше представить поисковое поле.

Морфологический анализ был разработан Фрицем Цвики (известный швейцарский астрофизик и теоретик аэрокосмической техники, работавший в Калифорнийском технологическом институте) в 1940-е и 50‑е годы.

Достоинства метода:

– Прост для понимания и использования

– Способствует преодолению психологической инерции

– Требует, чтобы параметры и условия были четко определены. Нечетко определенные сущности сразу же становятся явными, как только на них делаются ссылки и они становятся предметом проверки на внутреннюю последовательность.

– Стимулирует выявление и исследование граничных условий. То есть, пределов и крайних точек разных контекстов и факторов.

– Приводит к появлению нестандартных идей.

Недостатки:

– Метод является громоздким

Фантограмма – методика, предложенная Г. С. Альтшуллером для развития фантазии, формирования новых идей и получения нестандартных решений изобретательских задач. В основе метода – таблица, по вертикальной оси которой откладываются универсальные характеристики исследуемой системы, а по горизонтальной – некоторые приемы изменения этих характеристик (табл.3.1). Ниже приведена таблица в упрощенном виде.

Таблица 3.1. Таблица для реализации метода фантограммы

Приемы фантазирования Универсальные показатели 1. Увеличить-уменьшить 2. Объединить-разъединить 3. Наоборот 4. Переместить во времени 5. Отделить функцию от объекта 6. Ускорить замедлить
1. Состав, элементы
2. Подсистемы
3. Объект
4. Надсистемы
5. Направления развития, эволюция
6. Воспроизведение
7. Энергопитание
8. Способ передвижения
9. Сфера распространения
10. Уровень организации, управления
11. Цель, назначение (смысл существования)

Кратко опишем приемы фантазирования, разработанные Г.С.Альтшуллером.

1. Увеличить – уменьшить

«Гулливер в стране лилипутов», «Городок в табакерке», «Алиса в стране чудес». Увеличить-уменьшить количество пользователей, количество экземпляров продукта, занимаемый объем памяти и т. д.

2. Объединить – разъединить

В новом продукте Google Apps электронная почта объединена с системой документооборота, календарем, сайтами и т. д. В Грид-технологиях для ускорения процесса сложная задача разделяется на множество более простых и результаты снова объединяются.

3. Наоборот

Компиляция – декомпиляция. Вместо большого экрана – маленькие очки. Вместо универсальности продукта – специализация.

Два джигита соревнуются, чей конь последним придет к финишу. Но дело не идет, оба стоят на месте. Они обращаются за советом к мудрецу. Старик подошел, шепнул что-то на ухо каждому. После этого они поскакали во весь опор. Что сказал мудрец?

4. Переместить во времени.

Поместить систему (обстоятельства) на 5, 10, 20, 50, 100 лет назад или вперед. Как должна измениться система, условия ее работы?

5. Отделить функцию от объекта.

Улыбка Чеширского кота, но без кота. «Облачные» вычисления, размещение программ на удаленном сервере, «подкачивать» необходимые программные модули только в нужный момент.

6. Изменить характер зависимости «свойство-время» или «структура-время».

База данных, которая с увеличением количества данных становится меньше. Задача, которая с увеличением сложности начинает работать быстрее. Продукт с увеличением качества уменьшается в цене.

7. Ускорить – замедлить.

Уменьшить время на разработку программы в несколько раз. Замедлить время предоставления данных для базы в несколько раз. Представить, что скорость работы программы увеличилась на несколько порядков – что при этом качественно может измениться?

Предположим, поставлена задача придумать фантастический телефон.

Первый шаг: записать конкретные показатели рассматриваемого объекта. Объект – мобильный телефон. Состав: корпус, аккумулятор, SIM-карта, дисплей, плата, разъемы и т. д. Надсистема – телефонные сети. Эволюция в направлении миниатюризации, увеличения числа функций. Сфера распространения – среди людей различной подготовки, мест проживания, вероисповедования и т. д.



Второй шаг: выбрать клетку, соответствующую какому-либо одному показателю и какому-то одному изменению. Например, можно выбрать клетку «телефон-увеличение». Телефон размером с квартиру?

Третий шаг: рассмотреть изменение показателя в зависимости от выбранного приема. Телефон размером с дом? Телефон размером с город?

Четвертый шаг: Из полученных на предыдущем шаге вариантов выбираем один. Возьмем, например, телефон размером с дом. Разные части дома одновременно являются частями (элементами) телефона: телевизор, компьютер, зеркало, окно, бытовая техника, электропроводка, стены, крыша …

Пятый шаг: определить для выбранного объекта другие показатели. Например, сфера распространения увеличена. Теперь это весть Земной шар (не только поверхность). Или весь микромир. Или Солнечная система. Как можно строить такие телефоны? Как они могут выглядеть? Как могут эволюционировать?

3.8. Эвроритм: 4-х этажная схема фантазирования

В развитии любой фантастической темы (космические путешествия, связь с внеземными цивилизациями и т. д.), существуют четыре резко отличающиеся категории идей:

– один объект, дающий некий фантастический результат;

– много объектов, дающих в совокупности уже совсем иной результат;

– те же результаты, но достигаемые без объекта;

– условия, при которых отпадает необходимость в результатах.

По каждой теме постепенно воздвигаются как бы четыре этажа фантастических идей. Этажи качественно отличаются друг от друга.

Предположим мы придумали фантастическую антивирусную программу: она сама становится тем сильнее и эффективнее, чем больше в сетях, компьютерах и телефонах вирусов. Это первый этаж конструкции.

Второй этаж – таких программ становится много. Есть, как минимум, два способа сделать их много: распространение одной и той же программы среди большого количества пользователей и появление многих разных программ такого класса. Какой новый эффект может возникнуть? Например, вирусы прячутся на время (сезонно), антивирусные программы становятся слабее и тогда вирусы неожиданно появляются снова. Или иначе: вирусы делают так, чтобы антивирусные программы воспринимали другие антивирусные программы как вирусы. Антивирусы начинают бороться с другими антивирусами, они уничтожают друг друга.

Третий этаж – «тот же результат (борьба с плохими последствиями влияния вирусов), но без антивирусов. Например, любая программа одновременно является и антивирусной.

Четвертый этаж – бороться с антивирусами не нужно. Найдется способ использовать антивирусы для работы полезных программ. Как только появляется какой-то вирус, его тут же приспосабливают для каких-то полезных функций.

Таким образом, эвроритм позволяет развивать любую фантастическую идею.