Занимательные факты на тему: мастер-класс "исследовательская деятельность с детьми с применением метода триз-технологии "моделирование маленькими человечками". их взаимодействие по каждому элементу



1.«Моделирование маленькими человечками» или

«Использование технологии ТРИЗ в

экспериментировании».

подготовила Спиридонова Т. С.

2.Одной из эффективных педагогических технологий для развития творчества у

детей является ТРИЗ - Теория решения изобретательских задач. Она возникла в

нашей стране в 50-х

годах

усилиями выдающегося российского учёного,

изобретателя, писателя – фантаста Генриха Сауловича Альтшуллера. В детские

сады технология ТРИЗ пришла в 80-х годах. Но, несмотря на это и сейчас

остаётся актуальной и востребованной.

3. ТРИЗ для дошкольников:

- это система коллективных игр, занятий, призванных не изменять основную

программу, а максимально увеличить её эффективность.

Главное отличие технологии ТРИЗ от классического подхода к дошкольному

развитию – это дать детям возможность самостоятельно находить ответы на

вопросы, решать задачи, анализировать, а не повторять сказанное взрослыми.

ТРИЗ – технология, как универсальный инструментарий можно использовать

практически во всех видах деятельности. Это позволяет формировать единую,

гармоничную, научно обоснованную модель мира в сознание ребёнка дошкольника.

Создаётся ситуация успеха, идёт взаимообмен результатами решения, решение

одного ребёнка активизирует мысль другого, расширяет диапазон воображения,

стимулирует его развитие. Технология даёт возможность каждому ребёнку

проявить

свою

индивидуальность,

учит

дошкольников

нестандартному

мышлению.

В арсенале технологии ТРИЗ существует множество методов, которые хорошо

используются следующие методы ТРИЗ:

- Метод мозгового штурма. Это оперативный метод решения проблемы на основе

стимулирования творческой активности, при котором участникам обсуждения

предлагают высказать как можно большее количество вариантов решений, в том

числе самых фантастичных. Затем из общего числа высказанных идей отбирают

наиболее удачные, которые могут быть использованы на практике.

- Метод каталога. Метод позволяет в большей степени решить проблему

обучения дошкольников творческому рассказыванию.

- Метод фокальных объектов. Сущность данного метода в перенесение свойств

одного объекта или нескольких на другой. Этот метод позволяет не только

развивать воображение, речь, фантазию, но и управлять своим мышлением.

- Метод «Системный анализ». Метод помогает рассмотреть мир в системе, как

совокупность связанных между собой определенным образом элементов, удобно

функционирующих между собой. Его цель – определить роль и место объектов, и

их взаимодействие по каждому элементу.

- Метод морфологического анализа. В работе с дошкольниками этот метод очень

эффективен для развития творческого воображения, фантазии, преодоления

стереотипов. Суть его заключается в комбинировании разных вариантов

характеристик определённого объекта при создании нового образа этого объекта.

- Метод обоснования новых идей «Золотая рыбка». Суть метода заключается в

чтобы

разделить

ситуации

составляющие

(реальную

фантастическую),

последующим

нахождением

реальных

проявлений

фантастической составляющей.

4.- Метод ММЧ (моделирования маленькими человечками)-

моделирование

процессов, происходящих в природном и рукотворном мире между веществами

(твердое – жидкое –газообразное)

- Мышление по аналогии. Так как аналогия - это сходство предметов и явлений по

каким-либо свойствам и признакам, надо сначала научить детей определять

свойства и признаки предметов, научить их сравнивать и классифицировать.

- Типовые приёмы фантазирования (ТПФ). Чтобы у ребёнка развить фантазию

вводят в помощь шесть волшебников. Цель волшебников – изменить свойства

объекта.

Приёмы

волшебства:

увеличение-уменьшение,

деление-объединение,

преобразование

признаков

времени,

оживление-окаменение,

специализация-

универсализация, наоборот.

Занятия с применением методов ТРИЗ проводятся, как поиск истины и сути,

подведение ребенка к проблеме и совместного поиска ее разрешения.

Свою работу по применению технологии ТРИЗ в образовательной деятельности я

начала в 2014 году. Мне очень понравился метод ММЧ, который использую в

образовательных

областях:

«социально

коммуникативное

развитие»,

«познавательное развитие».

5.Сущность метода ММЧ в том, что он представляет все предметы и

вещества состоящими из множества Маленьких Человечков (МЧ). В понимании

нас, взрослых – это молекулы, но на этом слове внимание не заостряется,

сведения

подаются

детям

виде сказки

«Маленькие

человечки».

Детям

становится понятно, что в зависимости от состояния вещества Маленькие

Человечки ведут себя по разному (в твёрдых – крепко держатся за руки, в жидких

– просто стоят рядом, в газообразных – находятся в постоянном движении).

С помощью метода ММЧ мы рассмотрели условия перехода вещества (на

примере воды: лёд-вода-пар) из одного агрегатного состояния в другое. Вместе с

детьми провели опыты, рассуждали, делали выводы, находили ответы.

Занятия с использованием приёмов ТРИЗ помогают детям увидеть

неожиданное рядом.

Я предлагаю вашему вниманию использование приема

моделирование маленькими человечками при ознакомлении детей с объектами

неживой природы.

5.«Маленькие человечки»фото

6.Цель: познакомить детей с агрегатными состояниями веществ в неживой

природе.

7.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, лёд, пар, молоко, воздух, дерево, туман, камень, сок, дым

и т.д.

- стаканчики с водой и молоком, деревянный брусок, небольшой камень, лёд,

кусочек

пластмассы,

деревянная

палочка,

пустой

полиэтиленовый

пакет

небольшого размера.

- 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 8.всё существующее вокруг нас

- и камни, и дерево, и лужа, и игрушки, и мы с вами состоит из мельчайших

частиц, которые можно увидеть только в микроскоп. Этих частиц столько

много, что соединяясь между собой, они и превращаются, например в камень.

Частицы эти- МЧ- очень разные и они по- разному дружат между собой. Одни

частицы, давайте назовём 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 «Цепи кованые». Эти человечки -

крепкие, твердые, и именно они живут в камнях, дереве, горах. Я покажу вам их

фотографию.

8. фото

Видите, как они крепко держатся - их дружбу не разрушишь! 8.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

нашу игру «Цепи кованые», когда дети слабо держатся за руки, то вы поймете,

как легко можно пробежать между ними. 9.Такие человечки живут в жидких

веществах, они менее дружны, поэтому мы с вами можем легко опустить ложку в

стакан с чаем и размешать сахар! Я покажу вам их фотографию тоже.

Фото 9

Ну, а 10.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, пар, 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:10.фото

Вот такую историю про маленьких человечков я вам рассказала, а теперь давайте

сами узнаем, где какие человечки живут.

3. Задание -11 эксперименты " Где какие маленькие человечки живут? "

11Детям 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! Фото…

Б. 12.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. Фото….

В. 13.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! Фото…

4. 14.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. фото…

5. 15.Дидактическое упражнение " Узнай вещество"

Воспитатель показывает детям модели различных маленьких человечков - задача

детей - узнать о каком веществе идет речь. Фото..

Например:

Это- молоко.

Это-лёд, камень, пластмасса.

Это – сок.

Это – дым.

Это - вода (человечки прозрачные)

Это – дерево.

Это - воздух (человечки прозрачные)

Вы можете придумать своих человечков. Надеюсь, идея понятна.

г 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 покажем пузырьки.

Вот и закончилось наше занятие, я вас хвалю за внимание и надеюсь, что сегодня

вы узнали много нового из жизни неживой природы.

Уважаемые коллеги! Занятие, по мнению детей было интересным.

технологии ТРИЗ.

Тема: Метод «маленьких человечков».

Цели: познакомить с методом «маленьких человечков»; обобщить

представления детей о свойствах твердых веществ; развивать воображение,

умение инсценировать; развивать познавательный интерес, умение

анализировать причины.

Оборудование: мяч.

Обсуждение «Что не делится на части?».

Обобщая ответы детей, воспитатель указывает, 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 и т. д.

О молекулах вы подробно узнаете, когда будете учиться в школе. А пока вы

маленькие, вместо слова «молекулы» мы будем говорить «маленькие

человечки». Разные предметы состоят из разных человечков. Дом, стол,

машина не очень похожи друг на друга, но они все твердые, значит, и

«человечки» там похожи. В твердых предметах «человечки» крепко держатся

за руки...

Игра «Назови твердое».

Проводится игра с мячом. Тот, кто получил мяч, должен назвать различные

твердые предметы. Кто ошибся или повторил - выходит из игры.

Дети нередко путают понятия «твердое» (в смысле «крепкое») и «твердое» (в

смысле «нежидкое»). Могут быть ситуации типа: «Нет, бумага не твердая,

вот фанерка твердая...». При возникновении подобных ситуаций воспитатель

уточняет задание: твердое - это то, что не жидкое. (Бумага - это не

жидкость,

она состоит из «твердых человечков», но они, наверное, не очень сильно

держатся за руки, вот почему бумага легко рвется.)

Инсценировка «маленьких человечков».

Воспитатель «превращает» детей в «маленьких человечков» и предлагает

изобразить проволоку, брусок, спичку (дети становятся в линию, держась за

руки).

При этом анализируются свойства этих предметов: почему проволоку

можно согнуть, а брусок нет; почему спичка не гнется, а ломается.

Как показать резинку, почему она растягивается, что происходит, если

растянутую резинку отпустить? Продолжать растягивать? (Все ответы

моделируются.)

Подведение итогов.

Тема: «Твердые и жидкие человечки».

Цели: активизировать мышление детей; закрепить представления детей о

свойствах жидких веществ; обучать умению сравнивать и анализировать

свойства объектов.

Оборудование: бумажная коробочка, стакан с водой, кубики.

Решение проблемной ситуации.

- В воскресенье я была на дне рождения у Снежной Королевы. На Севере все

кругом такое красивое, сверкает, переливается... Особенно мне понравилась

посуда - тонкая, прозрачная, искристая... Снежная Королева мне даже одну

чашечку подарила на память. Я ее положила в коробочку, чтобы не разбить и

привезла вам. Сейчас покажу...

Игрушка открывает коробочку, но там ничего нет, только мокрое дно.

- Ой, а куда же она делась? Как она могла исчезнуть? В процессе обсуждения

выясняется, что чашка у Снежной Королевы была сделана изо льда, а лед

растаял.

Сравнение твердых и жидких веществ.

Оказывается, лед волшебный, он умеет превращаться.

Лёд-это твердое вещество, в нем «человечки» крепко держатся за руки

Когда становится тепло, они перестают держаться за руки, и получается

жидкость, вода. А чем жидкие вещества отличаются от твердых? Что можно

делать с водой, а что - со льдом?

Ответы детей желательно сопровождать соответствующим показом

различных свойств твердых и жидких веществ: поставить рядом стаканы с

водой и с кубиками льда (можно заменить обычными кубиками (они тоже

твердые, но не тают)).

Можно показать следующие опыты: жидкость растекается, она может

впитываться, принимает форму емкости, в которой находится; а твердые

вещества сохраняют свою форму в любой емкости; «жидкие человечки» легко

перемещаются (если дотронуться до воды, палец станет мокрым, а если до

кубиков, то палец деревянным или пластмассовым не становится); вода занима-

ет весь стакан, без «пустот», с кубиками так не получается (а в коробку кубики

можно уложить плотно, почему?); если налить воду в тряпичный мешочек, она

вытечет, а кубики останутся.

Игра «Замри».

Дети свободно перемещаются по группе. Когда воспитатель подает сигнал

(бубном или колокольчиком), они превращаются в ледяные фигуры, т. е должны

замереть - «замерзнуть», повторный сигнал - «растаяли» и т. д.

Моделирование ситуации.

Воспитатель предлагает детям проинсценировать ситуацию «Сосулька

весной»: Что происходит, когда солнце пригревает? Что образуется па земле

под сосулькой? Что происходит ночью?

Подведение итогов.

Можно предложить ответить на вопрос: «Бывает ли так, чтобы люди по

воде ходили?»

Тема: «Газообразные человечки».

Цели: активизировать мышление детей; систематизировать представления

детей о свойствах газообразных веществ; развивать воображение, умение

перевоплощаться и абстрагироваться.

Оборудование: карточки с «маленькими человечками».

Анализ проблемной ситуации.

Приходит Игрушка и рассказывает:

- Вчера я шла по улице, вспоминала, что есть «твердые человечки», они крепко

держатся за руки; есть «жидкие человечки», они за руки не держатся, а просто

так ходят или стоят... И вдруг вижу: калитка впереди - то откроется, то

закроется. Подошла поближе: никого нет. А калитка все равно то

откроется, то закроется... Кто же ее открывал?

В результате обсуждения различных вариантов дети приходят к выводу, что

это делал ветер.

Беседа о «газообразных человечках».

Примерные вопросы для беседы:

Что такое ветер?

Можно ли его увидеть, нарисовать?

По каким «следам» (признакам) люди узнают, что погода ветреная?

Ветер какой - твердый или жидкий?

Ветер - это сильная струя воздуха. Воздух состоит из «человечков газа»: эти

«человечки» очень подвижные, они бегают в разные стороны, кто куда

захочет. Если подуть на ладошку, можно почувствовать «газообразных

человечков».

Некоторых «газовых человечков» можно увидеть, когда кипит вода, она

превращается в пар, который хорошо виден (можно вспомнить или показать

кипящий чайник).

Во время беседы желательно использовать Игрушку, которая дает

неправильные, ошибочные варианты ответа или сомневается в очевидном.

Игра «Маленькие человечки».

Воспитатель называет слова «твердые», «жидкие», «газообразные», а дети

должны соответственно реагировать: браться за руки, спокойно ходить

или бегать по группе. Порядок и темп команд - произвольный.

Тема:

«Цветные человечки»

Цели: активизировать мышление детей; развивать воображение,

фантазию; обобщить представления о веществах в различных

агрегатных состояниях; формировать экологическое мышление.

Оборудование: краски, кисточка, бумага, прозрачный кружок.

1. Анализ проблемной ситуации.

Приходит Игрушка грустная на занятие, дети и воспитатель

волнуются: что случилось?

И.: Захотела я сейчас порисовать, чтобы принести вам рисунок на

занятие, а у меня ничего не получилось... И акварельные краски у меня

хорошие, и кисточка новая - в чем дело, не понимаю...

В результате дополнительных вопросов выясняется, что при рисовании

Игрушка не обмакивала в воду кисточку, а пробовала рисовать сухой.

В.: «Человечки краски» твердые, но они спят. Их нужно умыть и

разбудить. Когда кисточку макаем в воду, «человечки кисточки» берут за

руки «человечков воды» и несут их на бумагу. А потом «человечки краски»

и «человечки кисточки» вместе держатся, и, когда кисточку плотно

прижимаешь при рисовании, они остаются на бумаге.

И.: Я все поняла, буду теперь рисовать. (Берет кисточку не тем концом и

обмакивает в краску.) Опять ничего не получается!

В.: Почему ты кисточку не тем концом взяла?

И.: А какая разница?

В.: Этот конец острый, деревянный, с него «человечки воды» будут

скатываться. А нужный конец кисточки пушистый, там много волосков

- легко зацепиться «человечкам краски», и «человечки воды» не разбегутся.

2. Упражнение «Волшебная дорожка».

И.: Спасибо, теперь я все поняла и нарисую картину - вол

шебную дорожку...

(Игрушка «рисует» дорожку из квадратиков разного цвета.)

Черный

Желтый

Зеленый

Например:

Красный

В.: Какая красивая разноцветная дорожка получилась! А почему ты

говоришь, что она волшебная?

И.: Потому что, когда по ней путешествуешь, меняешь Цвет.

Смотрите: вот кружок - он вначале белый, потом стал красным, затем

желтым и т. д. (Используется прозрачный кружок из полиэтилена или

целлофана.)

В.: А еще, наверное, этот кружок умеет превращаться в разные

предметы?

И.: Конечно, если он на белой дорожке, то это одуванчик…

В.: Подожди, дай ребятам сказать...

3. Игра «Разноцветный светофор». Правила игры: воспитатель

называет любой цвет. Дети, у которых этот цвет есть в одежде,

держатся за него и проходят через препятствие. У кого такого цвета

нет, могут присоединиться к кому-нибудь или пробежать, чтобы их

не поймали.

Упражнение «Волшебная дорожка» (продолжение).

В.: А можно, чтобы по твоей дорожке путешествовали «маленькие

человечки»?

И.: Конечно, можно!

В.: Первыми будут «твердые человечки». Что это будет: белое и

твердое?

Д.: Мел, стена, зубы...

Аналогичная игра проводится с другими цветами, совершают

«путешествие» «жидкие и газообразные человечки».

Когда обсуждается сочетание «Черные газообразные человечки, что

это?» (дым), желательно проанализировать, что хорошего и что

плохого в дыме; высказывается пожелание, чтобы небо было всегда

чистым, голубым.

Подведение итогов.

Тема: «Обобщающее занятие по ММЧ»

Цели: развивать познавательную активность; развивать умение

сравнивать и обобщать; формировать умение моделировать

физические процессы.

Оборудование: «черный ящик», мыло, соломинки, стаканчики с пеной,

карточки МЧ.

Упражнение «Черный ящик».

Приходит Игрушка с черным ящиком и предлагает детям узнать, что

в нем находится.

Отгадка: мыло.

Обсуждение: зачем оно нужно, что еще можно делать с мылом.

Беседа о мыльных пузырях.

И.: Сегодня мы с вами будем пускать мыльные пузыри!

В.: Хорошо, но давай вначале разберемся, как они получаются. Мыло

ведь твердое. А пузыри какие?

В.: Откуда берется воздух внутри пузырей?

И.: Так мы же сами его надуваем!

В.: Мыло состоит из «твердых человечков». Но они очень любят

купаться. Когда рядом с ними вода, они отпускают руки и начинают

плавать и брызгаться получается пена. Если мы захотим выдуть

пузырь, то на соломинку берем капельку воды, а в ней «человечки

мыла». Когда мы начинаем дуть «человечки» растягивают руки в

стороны, запуская «газообразных человечков» внутрь...

И.: Почему пузыри так быстро лопаются?

В.: У человечков руки скользкие, мокрые, они уже не могут крепко

держаться и отпускают их.

И.: А почему, когда пузырь лопнет, остается капелька воды?

Практическая работа.

И.: Давайте сами попробуем выдуть пузыри!

В.: Конечно!

Дети получают трубочки и стаканчики с пеной; можно устроить

соревнование: у кого самый большой пузырь, у кого дольше не лопнул и

Беседа о свойствах вещества.

И.: Сейчас я покажу опыт (берет стакан, наполненный водой до

середины). Запомните, где сейчас вода (отмечает границу воды на

стакане). Сейчас я брошу туда кубики. Смотрите, что произойдет.

Д.: Вода поднялась!

И.: Верно, а вы можете объяснить, почему так произошло?

В.: Наши дети могут не только рассказать, но и показать на

карточках весь этот опыт и объяснить его.

Воспитатель вызывает несколько детей, дает им карточки

Ч и предлагает смоделировать этот процесс.

И.: А что будет, если кубики достать?

Д.: Вода опустится снова.

И.: Сейчас проверим. Точно! Как это объяснить?

В.: Сейчас наши ребята тебе снова все расскажут и покажут.

И.: Спасибо, теперь мне все понятно.

4. Подведение итогов.

Воспитатель подчеркивает, что сегодня было последнее занятие с

«маленькими человечками», но мы с ними не прощаемся, потому что

молекулы - «маленькие человечки» - повсюду, из них состоит все, что

нас окружает.

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.

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

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 система – человеческий 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

Описание методики генерирования идеи.

Метод Маленьких Человечков.

Метод маленьких человечков - дробление проблемной ситуации на множество «маленьких человечков».

Метод маленьких человечков был разработан Г.С. Альтшуллером для решения изобретательских задач.

Этот метод позволяет лучше понять физические процессы и явления, происходящие на микроуровне. Метод маленьких человечков состоит в том, что все молекулы изображаются в виде человечков, которые различаются по агрегатному состоянию. (см. рис 1, 2 ,3)

Рис.1 Молекулы твёрдого тела изображается человечками, которые стоят близко и держатся за руки.

Рис.2 Молекулы жидкости человечками, которые стоят близко, но за руки не держатся.

Рис.3 Молекулы газа человечками, которые находятся далеко друг от друга и не держатся за руки

В своем методе творческого поиска – синектике У. Гордон предложил такой приём, как эмпатия, который заключается в том, что изобретатель представляет себя в качестве детали машины и думает, что ему надо сделать, чтобы выполнить поставленную задачу. Этот метод имеет тот недостаток, что человек имеет вполне определенную форму, которая не всегда соответствует оптимальной форме детали, что значительно затрудняет поиск решения.

Г.С. Альтшуллер в своей теории решения изобретательских задач (ТРИЗ) предложил моделирование маленькими человечками (ММЧ), которое является дальнейшим развитием эмпатии Гордона, но преодолевает данное противоречие, т.к. в ММЧ деталь представляется в виде множества маленьких человечков, которые совместно могут дать любую форму, что значительно расширяет возможности поиска. Однако маленькие человечки остаются человечками, а значит, не обладают многими свойствами, доступными техническим объектам, такими как левитация – парение в воздухе или электромагнитных полях, телекинез при помощи электромагнитного поля, ультразвука и т.д.

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.

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". 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 мышления присущ 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 рисования маленьких 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.

Цель ММЧ - повысить эффективность поиска идей, используя не только психологическую активизацию творческого мышления, но и эвристический (поисковый) механизм решения задачи. Облегчить работу по алгоритму решения изобретательских задач.

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 человечков на небольшом примере.

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.

Н
аходим оперативную зону, то есть 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.

Выбор редакции
По указу Президента, наступающий 2017 год будет годом экологии, а также особо охраняемых природных объектов. Подобное решение было...

Обзорывнешней торговли России Торговля между Россией и КНДР (Северной Кореей) в 2017 г. Подготовлен сайтом Внешняя Торговля России на...

Уроки № 15-16 ОБЩЕСТВОЗНАНИЕ 11 класс Учитель обществознания Касторенской средней общеобразовательной школы № 1 Данилов В. Н. Ф инансы...

1 слайд 2 слайд План урока Введение Банковская система Финансовые институты Инфляция: виды, причины и последствия Заключение 3...
Иногда некоторым из нас приходится слышать о такой национальности, как аварец. Что за нация - аварцы?Это коренное проживающее в восточной...
Артриты, артрозы и прочие заболевания суставов для большинства людей, особенно в пожилом возрасте, являются самой настоящей проблемой. Их...
Территориальные единичные расценкина строительные и специальные строительные работы ТЕР-2001, предназначены для применения при...
Против политики «военного коммунизма» с оружием в ру-ках поднялись красноармейцы Кронштадта - крупнейшей военно-мор-ской базы Балтийского...
Даосская оздоровительная системаДаосскую оздоровительную систему создавало не одно поколение мудрецов, которые тщательнейшим образом...