Учебно-методический материал по окружающему миру на тему: мастер – класс «моделирование маленькими человечками. Метод фокальных объектов

Петров Владимир Михайлович,
Израиль, Тель-Авив, 2002
[email protected]

Основы
теории решения изобретательских задач

7.1.3. Метод моделирования маленькими человечками ММЧ.

Метод моделирования маленькими человечками (ММЧ) предложил Генрих Альтшуллер .

Уже давно замечено, что решение многих задач облегчает представление их в виде моделей. Такое моделирование мы уже частично рассматривали, излагая прием эмпатии (см. п. 2.3) . Но такое моделирование не всегда приносит успех. Особенно сложно с помощью эмпатии моделировать процессы, где требуется разделить объект на части, и это вполне объяснимо. Человеку не свойственно делить себя на части, а при использовании эмпатии в таких процессах он должен представить свое разделение. Именно поэтому такие задачи достаточно сложно решаются этим способом.

Решая многие задачи, знаменитый физик Максвелл представлял себе исследуемый процесс в виде маленьких гномиков, которые могут делать все, что необходимо. Такие гномики в литературе получили название "гномиков Максвелла". Аналогичный метод моделирования с помощью толпы маленьких человечков предложил Г.Альтдуллер. Любой процесс моделируется с помощью маленьких человечков, которые в нашем воображении могут осуществлять любые действия.

Проиллюстрируем и этот метод.

Задача 7.2. Имеется дозатор жидкости, выполненный в виде устройства, показанного на рис. 7.9. Жидкость поступает в ковш дозатора, Когда наберется установленное количество жидкости, дозатор наклонится влево, жидкость выливается. Левая часть дозатора становится легче, дозатор возвращается в исходное положение.
К сожалению, дозатор работает неточно. При наклоне влево, как только начинается слив жидкости, левая часть дозатора становится легче, дозатор возвращается в исходное положение, хотя в ковше остается часть жидкости. "Недолив" зависит от многих факторов (разность левой и правой частей дозатора, вязкость жидкости, трение оси дозатора и пр.), поэтому нельзя просо взять ковш побольше.
Надо устранить описанный недостаток дозатора. Не предлагайте другие дозаторы: суть задачи в усовершенствовании имеющейся конструкции. Помните: надо сохранить присущую ей простоту.
Представим описанную конструкцию в виде модели с помощью маленьких человечков (рис. 7.10).
Анализ данной модели показывает, что человечки противовеса не отвечают необходимым требованиям.

Здесь возникает обостренное (физическое) противоречие "Человечки противовеса должны быть справа, чтобы возвращать дозатор в исходное положение, и не должен быть справа, чтобы человечки жидкости могли полностью сойти".
Такое противоречие может быть разрешено, если человечки противовеса станут подвижными (рис. 7.11). Технически это можно представить, например, как показано на рис. 7.12. Дозатор выполнен в виде корпуса, посаженного на ось, по одну сторону которой расположена мерная емкость, а по другую - каналы с перемещающимся балластом, например шариком 4 .

Разберем еще одну задачу.

Задача 7.3. В гидростроительстве при перекрытиях русел рек и разного рода отсыпках под воду используют саморазгружающиеся (опрокидывающиеся) баржи, в частности, баржи показанные на рис. 7.13 5 . Они состоят из двух отсеков плавучести 1 и 2 ("нос" и "корма"), которые держат баржу на плаву. Между отсеками плавучести находится грузовой трюм 3, выполненный в виде трехгранной призмы.

Стенки трюма имеют отверстия, в трюм всегда проходит вода (без этого трудно было бы опрокидывать баржу и возвращать ее в исходное положение). Вдоль корпуса с обеих сторон расположены воздушные полости 4. Нижняя часть этих полостей открыта. Когда баржу нагружают, она оседает, вода поджимает воздух в воздушных полостях. Когда надо произвести разгрузку баржи, открывают кран 5, воздух выходит, вода заполняет одну бортовую полость, баржа опрокидывается. После того, как груз высыпался, вращающий момент, создаваемый килем 6, автоматически возвращает баржу в исходное положение.

Такие баржи решено было использовать на строительстве Асуанской плотины. В силу специфических условий потребовалось создать баржи грузоподъемностью 500 т с низкой осадкой, то есть, болев широкие и плоские. Построили модель баржи и обнаружили, что модель не возвращается в исходное положение.
Чтобы возвратить баржу в исходное положение, необходимо было делать киль тяжелее, но тогда придется все время возить "мертвый" груз. Чем тяжелее киль, тем меньше полезная грузоподъемность баржи.
Как быть?
Изобразим описанный процесс в виде модели маленьких человечков (рис. 7.14).
При анализе модели убеждаемся, что не справляются с возвращением баржи в исходное положение человечки противовеса. Идеальная модель данной задачи: "Человечки противовеса сами возвращают баржу в исходное положение, не увеличивая свой вес. Или легкий противовес возвращает баржу в исходное положение".
На первый взгляд такое решение противоречит законам природы. Возникает противоречие: "Человечков противовеса должно быть много, чтобы возвратить баржу в исходное положение, и должно быть мало (или вообще их быть не должно), чтобы не возить ""мертвый" груз".
Выход - увеличивать массу человечков противовеса за счет кого-то другого, имеющегося рядом.
Увеличивая массу за счет человечков груза, мы, конечно, перевернем баржу, но они станут человечками противовеса, и опять придется возить "лишний груз" то есть снижать общую грузоподъемность баржи. Таким образом, человечки груза нам не помогли.

Попробуем использовать человечков жидкости. Если они присоединятся к небольшому количеству человечков противовеса, то они смогут возвращать баржу в исходное положение. В воде же они не будут создавать дополнительной массы. Значит, такое решение годится. Остается только подумать, как задержать человечков жидкости около человечков противовеса (рис. 7.15).
Технически такое решение осуществляется в виде полого киля (рис. 7.16).

Саморазгружающаяся баржа выполнена с балластной килевой цистерной, имеющей отверстия в наружных стенках, постоянно сообщающиеся с забортным пространством 6 . Это может быть, например, труба.

Задача 7.4 7 . Во время Второй Мировой войны возникла проблема, как сделать, что бы противник не обнаружил поставленную подводную мину?
Подводная мина в те времена представляла собой сферу, начиненную взрывчаткой, а взрыватели были выполнены в виде "рожек" (рис. 7.17). Мина имеет положительную плавучесть. Она прикреплялась к якорю с помощью троса (минрепа), так чтобы она оставалась на глубине осадки корабля.
Мины вылавливают с помощью специальных кораблей - тральщиков. Между двумя тральщиками натянут трос (трал).
Трос заглубляется с помощью специальных заглубителей. Трос трала подходит к тросу минрепа (рис.7.18). Когда в трал попадает мина (трос трала движется по тросу минрепа), то специальными ножом или взрывным устройством, обрывается минреп. Мина всплывает и ее расстреливают.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

На основе синектики (символической и личной аналогии) разработан метод, позволяющий наглядно увидеть и прочувствовать природные явления, характер взаимодействия предметов и их элементов. Это метод моделирования маленькими человечками (ММЧ).

Моделирование маленькими человечками позволяет каждому из играющих испытать на себе, что чувствует моделируемый объект, не только объяснить ребенку окружающие его явления, но и наглядно показать их изменения.

Использование внешних символических заместителей в виде маленьких человечков переходит постепенно в использование заместителей внутренних, образных, что разрешает применять моделирование не только для объяснения окружающих процессов и природных явлений, но и для решения разнообразных задач.

Сущность используемого метода ММЧ состоит в том, что нужно представить себе: все, что нас окружает, состоит из множества маленьких человечков. Почему человечки, а не вещества, микробы, атомы? Потому что человечки могут думать, производить действия, вести себя по-разному. У них разные характеры и привычки, они подчиняются разным командам. При моделировании можно поставить себя на их место, лучше почувствовать и понять через действия, ощущения, взаимодействия.

Сообщите детям, что все окружающее их и даже они сами состоят из маленьких-маленьких человечков. Они не всегда видны, но они есть и очень похожи на детей (людей). Предложите детям подуть на ладошки, и они почувствуют, как бегут по ладошкам воздушные человечки. Посмотрите с детьми, как колышется воздух над горячей плитой, выходит пар из чайника, и они увидят движение горячих человечков. А на тонких тюлевых шторах хорошо видно, как тканевые человечки держатся за руки.

С детьми можно строить различные модели из заранее заготовленных карточек с изображенными на них наиболее часто встречающимися человечками, разными по характеру и свойствам (водные человечки, деревянные, воздушные, каменные и т.д.).

Обозначения целесообразно придумать и нарисовать вместе с детьми, тогда символы лучше запомнятся и будут им понятны. Но есть определенные правила, которым нужно следовать:

Так как деревянные, каменные, стеклянные, тканевые, пластмассовые человечки обладают общим свойством – держать форму, то они держатся за руки, причем человечки камня держатся крепче, чем человечки стекла (на карточках-символах руки этих человечков опущены вниз);

Человечки молока, чая, воды, киселя и т.д. – человечки-капельки – они принимают форму того сосуда, в который их наливают, эти человечки не держаться за руки, руки у них на поясе, но стоят они рядом и двигаются вместе в одном направлении;

Воздушные человечки постоянно в движении: они все время куда-то бегут, летят (газ, дым, пар, запах и т.д.) – обозначения у них могут быть любые, главное, чтобы они были в движении.

Можно изображения человечков нанести на кубики, тогда модели строятся картинкой к себе, а с другой стороны появляется модель-загадка: «Что там?»

Человечков можно рисовать, но обычно дошкольники (особенно девочки) увлекаются подробностями изображения и забывают, что хотели моделировать. Кроме того, каждый ребенок рисует свое изображение – обозначение. Поэтому целесообразно для общего пользования выбрать самое интересное и характерное изображение.

Можно использовать в роли маленьких человечков самих детей. Каждый ребенок берет на себя роль определенного человечка и взаимодействует с другими согласно выбранной роли. Модели становятся динамичными, дети через движение, взаимодействие чувствуют перемены, переходят из одной роли в другую, отражая изменения в модели. Попутно идет отработка мимики, жестов, выразительности движений для театрализованной деятельности. Этот вариант моделирования используют уже в младшей группе.

Если события развиваются во времени, целесообразно сделать несколько последовательных моделей: было – есть – будет.

При построении модели в виде маленьких человечков можно изображать:

Подробную модель, в которой передаются внешние очертания моделируемого предмета;

Модель задачи, в которой необходимо увидеть ближайшие ресурсы;

Модель с изменяемыми элементами;

Минимальное количество человечков, отражающих совокупность внутренних веществ (каждое вещество обозначается одним человечком).

При использовании ММЧ в работе с дошкольниками следует начинать с простейших моделей, в которых участвуют человечки одного вещества. Рассмотрев и проанализировав свойства этого вещества, можно сравнить его с аналогичным. В каждом случае дети становятся сами этим веществом, продумывают соединения, характер, взаимодействия.

Следующий шаг работы – моделирование взаимодействий двух веществ, например, чая с молоком и др.

Освоив эти модели, дети могут моделировать сложные взаимодействия и состояния окружающих предметов, переход их из одного состояния в другое.

С использованием ММЧ интересно проводить познавательные занятия, занятия-эксперименты, занятия–игры по обучению грамоте, ознакомлению с природой, развитию изобразительного творчества и т.д.

Задания:

1. Разработайте модели маленьких человечков для обозначения различных видов веществ: твердых (камень, железо, дерево…), жидких (молоко, вода, сок…), газообразных (воздух, запах, дым…).

2. Изготовьте карточки или кубики с изображением маленьких человечков для работы с детьми дошкольного возраста.

3. Продумайте организацию построения модели какого–либо вещества при использовании в роли маленьких человечков детей.

4. Составьте ряд взаимосвязанных моделей, в которых бы прослеживались изменения, происходящие с веществом в зависимости от условий, в которых это вещество находится.

Заключение

В данных рекомендациях нет как таковой методики применения ТРИЗ в дошкольном образовательном учреждении, нет методов и приемов в привычном понимании этих слов, – есть «инструмент», с помощью которого студенты и воспитатели смогут сами «изобрести свою педагогику»1.

Принципиальное отличие ТРИЗ от каких–либо методик и теорий в том, что это не сборник отдельных приемов, действий, навыков и не их формализация, а попытка создать метод, посредством которого можно решать многие задачи, в том числе и педагогические, находить новые идеи и быть в постоянном творчестве2.

Создатели ТРИЗ стремятся выйти на новый уровень творческой педагогики – не получать лишь отдельные, частные решения, а создать принцип, используя который педагог сможет вместе с детьми находить логичный выход из любой житейской ситуации, а ребенок - правильно и грамотно решать свои проблемы. Хотя в абсолютном значении нет проблем детских и взрослых: их значимость прямо пропорциональна возрастным установкам на жизнь. Обретя навык мышления, отработав принцип решения задач на уровне детских проблем, ребенок и в большую жизнь придет во всеоружии3.

Надеемся, что практическая работа по освоению ТРИЗ помогла вам активизировать свой творческий потенциал, привела к пониманию системности в мышлении, в логике построения мысли, ее закономерности; что умение выделять противоречия в предметах и явлениях окружающей действительности сделают процесс вашего обучения в университете более интересным; что знания о системе и ее взаимосвязях позволят вам грамотно выстраивать логику ответа на семинаре или экзамене, облегчат написание контрольных и курсовых работ.

Список литературы

1. Альтшуллер Г.С. Найти идею. Введение в теорию решения изобретательских задач. – Новосибирск: Наука, 1991.

2. Выготский Л.С. Воображение и творчество в детском возрасте. – М.: Просвещение, 1991.

3. Дьяченко О.М., Лаврентьева Т.В. Психическое развитие дошкольников. – М.: Педагогика, 1984.

4. Комарова Т.С. Изобразительное творчество дошкольников в детском саду. – М.: Педагогика, 1984.

5. Крылов Е. Сказочные задания на занятиях по ТРИЗ //Дошкольное воспитание. – 1995. - №10. – С. 30-34.

6. Крылов Е. Школа творческой личности //Дошкольное воспитание. – 1992. - №7-8. –С. 11-20.

7. Крылов Е. Школа творческой личности //Дошкольное воспитание. – 1993. - №3. – С. 15-26.

8. Крылов Е. Школа творческой личности //Дошкольное воспитание. – 1993. - №6. – С. 14-24.

9. Крылов Е. Школа творческой личности //Дошкольное воспитание. – 1993. -№11. – С. 28-38.

10. Крылов Е. Школа творческой личности //Дошкольное воспитание. – 1994. - №5. – С. 44-52.

11. Крылов Е. Школа творческой личности //Дошкольное воспитание. – 1994. - №10. – С. 28-38.

12. Крылов Е. Школа творческой личности //Дошкольное воспитание. –1992. -№9-10. – С. 11-23.

13. Курбатова Л. ТРИЗ – в повседневную жизнь //Дошкольное воспитание. – 1993. -№4. –С. 23-26.

14. Поддъяков Н.Н. Творчество и саморазвитие детей дошкольного возраста. – Ярославль: Нюанс, 1996.

15. Прохорова Л.Н. Развиваем творческую активность дошкольников. – Владимир: ИУУ, 1995.

16. Страунинг А. Метод фокальных объектов // Дошкольное воспитание. – 1997. - №1. – С. 8-17.

17. Страунинг А. Методы активизации творческого мышления // Дошкольное воспитание. – 1997. - №3. – С. 46-55.

18. Страунинг А. Методы активизации творческого мышления // Дошкольное воспитание. – 1997. - №4. – С. 13-24.

19. Страунинг А. Моделирование меленькими человечками // Дошкольное воспитание. – 1998. - №3. – С. 33-44.

20. Страунинг А.М. Росток. Программа по ТРИЗ – РТВ для детей дошкольного возраста. – Обнинск: б/и, 1995.

Калинковская С.Б. Основы теории решения изобретательских задач и методов развития творческого воображения. Методические рекомендации. Часть I.

План университета 2006 г.,

Редактор А.А. Масленникова

1 См.: Выготский Л.С. Воображение и творчество в детском возрасте. – М.: Просвещение, 1991; Дьяченко О.М., Лаврентьева Т.В. Психическое развитие дошкольников. – М.: Педагогика, 1984; Комарова Т.С. Изобразительное творчество дошкольников в детском саду. – М.: Педагогика, 1984; Поддъяков Н.Н. Творчество и саморазвитие детей дошкольного возраста. – Ярославль: Нюанс, 1996 и др.

2 См.: Прохорова Л.Н. Развиваем творческую активность дошкольников. – Владимир: ИУУ, 1995; Страунинг А.М. Росток. – Обнинск: б/и, 1995 и др.

3 Крылов Е. Школа творческой личности // Дошкольное воспитание. – 1992. - № 7-8. – С. 11.

Страунинг А. Метод фокальных объектов // Дошкольное воспитание. – 1997. - №1. – С. 8.

См.: Альтшуллер Г.С. Найти идею. Введение в теорию решения изобретательских задач. – Новосибирск: Наука, 1991; Крылов Е. Школа творческой личности // Дошкольное воспитание. – 1992. - №7-8. – С. 14.

Крылов Е. Школа творческой личности // Дошкольное воспитание. – 1992. - №7-8. – С. 15-16.

1 Крылов Е. Школа творческой личности // Дошкольное воспитание. – 1992. - № 9-10. – С. 14-15.

2 См.: Крылов Е. Школа творческой личности // Дошкольное воспитание. – 1992. - № 9-10. – С. 16-18; Крылов Е. Школа творческой личности // Дошкольное воспитание. – 1993. - № 3. – С. 15.

1 См.: Крылов Е. Школа творческой личности // Дошкольное воспитание. – 1993. - №3. – С. 23.

2 См.: Крылов Е. Школа творческой личности // Дошкольное воспитание. – 1993. - №3. – С. 23 – 25.

1 См.: Крылов Е. Школа творческой личности // Дошкольное воспитание. – 1993. - № 3. – С. 18 – 19; Крылов Е. Школа творческой личности // Дошкольное воспитание. – 1993. - № 11. – С. 29; Крылов Е. Школа творческой личности // Дошкольное воспитание. – 1994. - №5. – С. 46; Крылов Е. Школа творческой личности // Дошкольное воспитание. – 1994. - №10. - С. 32.

1 См.: Крылов Е. Школа творческой личности // Дошкольное воспитание. – 1993. - № 3. – С. 23; Крылов Е. Школа творческой личности // Дошкольное воспитание. – 1994. - № 5. – С. 45; Страунинг А. Метод фокальных объектов // Дошкольное воспитание. – 1997. - № 1. – С. 8-17.

1 См.: Крылов Е. Школа творческой личности // Дошкольное воспитание. – 1993. - № 6. – С. 18 – 19; Крылов Е. Школа творческой личности / Дошкольное воспитание. – 1993. - № 11. – С. 30-31.

1 См.: Крылов Е. Школа творческой личности // Дошкольное воспитание. – 1993. - №3. – С. 21.

Крылов Е. Школа творческой личности // Дошкольное воспитание. – 1993. - № 6. – С. 17 – 18.

1 Страунинг А. Методы активизации творческого мышления // Дошкольное воспитание. – 1997. - № 3. – С. 46 – 49.

1 Страунинг А. Методы активизации творческого мышления // Дошкольное воспитание. – 1997. - № 3. – С. 49 – 50.

1 Крылов Е. Школа творческой личности // Дошкольное воспитание. – 1994. - №5. – С. 46; Страунинг А. Методы активизации творческого мышления // Дошкольное воспитание. – 1997. - № 3. – С.50-53.

1 Крылов Е. Школа творческой личности // Дошкольное воспитание. – 1994. - № 5. – С.45 – 46; Страунинг А. Методы активизации творческого мышления //Дошкольное воспитание. - 1997. - № 3. – С.53.

1 Крылов Е. Школа творческой личности // Дошкольное воспитание. – 1994. - № 5. – С. 46; Страунинг А. Методы активизации творческого мышления //Дошкольное воспитание. - 1997. - № 3. – С. 53-55.

1 Страунинг А. Методы активизации творческого мышления // Дошкольное воспитание. – 1997. - № 4. –С. 13.

2 См.: Страунинг А. Методы активизации творческого мышления // Дошкольное воспитание. – 1997. - № 4. – С. 13 - 17.

1 См.: Страунинг А. Методы активизации творческого мышления // Дошкольное воспитание. – 1997. - № 4. – С. 17 - 18.

1 См.: Страунинг А. Методы активизации творческого мышления // Дошкольное воспитание. – 1997. - № 4. – С. 18 - 24.

1 См.: Богат В. Сказочные задачи на занятиях по ТРИЗ // Дошкольное воспитание. – 1995. - № 10. – С. 33; Страунинг А. Моделирование маленькими человечками // Дошкольное воспитание. – 1988. - № 3. – С. 33-44.

1 Крылов Е. Школа творческой личности // Дошкольное воспитание. – 1992. - № 7-8. – С. 12.

2 Крылов Е. Школа творческой личности //Дошкольное воспитание. – 1992. - № 9-10. – С. 11.

Плаксин Михаил Александрович

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Другие вопросы, которые очень хорошо моделируются маленькими человечками:

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

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!