мозговой штурм для детей 7-9 классов. Учимся шевелить мозгами Общекомпетентностные упражнения и тренировочные занятия
 Скачать 149.24 Kb.
|
|
Упражнение «Одуванчики» Условие: одуванчики имеют набор хромосом, очень качествен- но близкий к человеческому. Как это можно использовать при контроле работы атомной электростанции? Предполагаемое решение: здесь, как видим, не совсем тра- диционная задача. Тем не менее, решается она достаточно про- сто: всё, что нужно — применить один из законов развития тех- нических систем, закон согласования ритмики частей системы. И одуванчик, и человек — системы, а тот факт, что их хромо- сомы похожи, даёт возможность судить о достоверности ре- зультатов экспериментов на растениях и в случае с людьми. Но ритмика у одуванчика чаще (смена поколений раз в год), что за достаточно короткий период времени позволяет проследить генетические изменения экземпляров, растущих рядом с АЭС, и сделать соответствующие выводы и о влиянии на человека. Упражнение «Корм для рыбок» Условие: у вас есть аквариум с рыбками, которые питаются ци- клопами. Вам нужно уехать на несколько дней и решить про- блему с кормлением. Попросить помочь вы никого не можете. Запустить много циклопов за один раз нельзя — рыбки их съе- дят и всё равно будут голодать. Как поступить в этом случае? Предполагаемое решение: бытовая ситуация, с которой (с возможными вариациями — кошки, попугаи и т. д. вместо ры- бок) сталкивался каждый. По аналогии с предыдущей задачей становится очевидным, что приток корма в аквариум должен быть постоянным. Другими словами, в данном случае ИКР — независимое статическое поступление корма. Как это сде- лать? Знакомые с физикой и, в частности, с термодинамикой должны найти решение достаточно быстро, используя описа- ние мыслительного эксперимента Дж. Максвелла, известного как «Демон Максвелла». В переносе на наш случай решением может служить перегородка аквариума стенкой из органиче- ского стекла с небольшими отверстиями, достаточными для 35 34 Учимся шевелить мозгами движения циклопов сквозь них и в то же время ограничиваю- щими движения рыбок на «сторону циклопов». Упражнение «Лёд на проводах» Условие: напоследок сложная задача, с которой справляются очень немногие. В наших климатических условиях зимой суще- ствует опасность нарастания льда на проводах линии электро- передач. Со временем образовавшаяся глыба может оборвать своей тяжестью провода, да ещё и повредить то, что находится на земле под ними. Какими методами бороться с обледенени- ем?Предполагаемое решение: как и было анонсировано, реше- ние данного кейса потребовало от изобретателей значитель- ных усилий. Сначала высказывались предложения очищать провода внешними способами, например, с помощью человека. Но такие методы были откинуты в силу своей нецелесообраз- ности. Появилась идея нагревать провода, пуская по ним ток под сильным напряжением. Но это рождало новое противо- речие, ведь в такое время пользователи не смогли бы пользо- ваться энергией. В данном случае сам ресурс (ток) был выбран правильно, и учёные начали развивать идею нагрева проводов посредством тока. Вскоре решение нашли — по всей линии на расстоянии в 5-6 м на провода надели специальные кольца из материала, обладающего магнитными свойствами — феррита. Под воздействием переменного тока магнит нагревался, что исключало обледенение. Как решать задачи по ПРИЗу? Рассмотрим пять шагов ПРИ- За и дадим к ним краткие комментарии. Подготовка к работе На этом шаге предлагается прочитать условие задачи, сфор- мулировать его своими словами и записать в традиционной форме: Дано: ...; найти (объяснить): ... Если обучающимся кажется, 37 36 Учимся шевелить мозгами Но и это решение не оказалось оптимальным. Дело в том, что провода продолжали греться и в тёплую пору, что было ненуж- ным. Изобретение было усовершенствовано — кольца начали делать из магнита с точкой Кюри (П. Кюри первым заметил, что разные магниты сохраняют свои свойства до разных темпера- тур), равной нулю градусов. Такие магниты не грелись, когда температура воздуха поднималась выше 0°. Алгоритмы классической ТРИЗ — это сложные и многохо- довые инструменты, которые требуют особого навыка и опре- делённых умений для работы с ними. Для подростков предла- гается упрощённый инструмент — ПРИЗ (процедура решения изобретательских задач). что они могут дать ответ сразу, пусть запишут свою гипотезу (идею) и продолжат решение задачи по ПРИЗу — скорее всего, они смогут выдвинуть и другие гипотезы. Анализ условия Здесь обучающимся предлагается проанализировать усло- вие задачи и ответить на следующие вопросы: • Какой объект в данной задаче основной? Из каких частей или элементов он состоит? • Какие объекты находятся вокруг основного объекта? С каки- ми объектами и как он взаимодействует? • Какие процессы протекают в самом объекте, с его участием, а также вокруг него? Если на этом шаге возникли какие-то гипотезы, их нужно записать. Отметим, что на этом шаге не следует спешить решать задачу, так как главная цель шага — как можно лучше осмыслить усло- вие задачи. Выдвижение гипотез Рекомендуется подумать, как перечисленные ниже явления могли бы способствовать получению необходимого в условии задачи результата? Список явлений: механические; акустические; тепловые; электрические; магнитные; электромагнитные (оптические); ядерные; химические; биологические; социальные. Данный шаг — главный для выдвижения гипотез. Наставник объясняет, что на этом шаге не нужно быть слишком критичны- ми, так как следует постараться наработать максимум гипотез. Отметим, что в процессе решения иногда возникают 1–2 идеи, а иногда и более 10. Отбор гипотез На этом шаге обучающиеся отбирают из выдвинутых гипотез наиболее правдоподобные и расставляют их в порядке убыва- ния правдоподобности. Если обучающимся не удалось сформулировать правдопо- добные гипотезы, то можно рекомендовать глубже изучить ус- ловие задачи, а также поискать дополнительные справочные материалы. После этого стоит пройти шаги ПРИЗа ещё раз, причём постараться сделать это более внимательно. Проверка гипотез На этом заключительном шаге обучающиеся должны пред- ложить эксперименты, в том числе мысленные, по проверке каждой правдоподобной идеи (гипотезы) или выполнить соот- ветствующие расчёты. Рассмотрим условие учебной задачи для обучающихся 14–16 лет. Упражнение «Странные круги на полях» В 80-х годах XX столетия газеты и журналы всего мира опу- бликовали сенсацию: на злаковых полях графства Уилтшир в Англии возникли загадочные круги! Круги представляли собой концентрические окружности, образованные полёгшими зла- ками. Какие гипотезы, по вашему мнению, могли выдвинуть биоло- ги, физики, журналисты, любители мистики? Найдите возмож- ные причины появления кругов. «Данетка», или универсальная игра для всех Эта игра способна увлечь и маленьких, и взрослых. Она ставит игроков в активную познавательную позицию, учит осмыслен- но задавать вопросы. «Данетка» учит: связывать разрозненные факты в единую картину; систематизировать уже имеющуюся информацию; слушать и слышать окружающих. Наставник мо- жет использовать «Данетку» для создания интригующей ситу- ации, для организации обучения с развлечением на уроке и не только. Условие: наставник загадывает нечто (число, предмет, лите- ратурного или исторического героя и др.). Обучающиеся пы- таются найти ответ, задавая вопросы. На эти вопросы настав- ник отвечает только словами «да», «нет», «и да, и нет». Бывает, вопрос задаётся некорректно или наставник не хочет давать ответ из дидактических соображений, и тогда он отказывается от ответа заранее установленным жестом. Проиллюстрируем игру фрагментом занятия в кружке ТРИЗ 39 38 Учимся шевелить мозгами с обучающимися среднего школьного возраста. Обучающиеся должны отгадать загаданный наставником предмет быта (лам- почку). Этот предмет используется людьми давно? И да, и нет. Комментарий: вопрос слабый. Понятие «давно» — очень от- носительно. Критериев давности не задано, так что под это по- нятие попадает и «вчера», и «сто лет назад». Таким образом, обучающимся ничего не удалось прояснить. Это предмет сельского быта? И да, и нет. Комментарий: вопрос для начальной стадии игры слабый. Большинство предметов быта трудно чётко разделить на «сель- ские» или «городские». Это приспособление для приготовления пищи? Нет. Это инструмент для обработки чего-то? Нет. Прямое назначение предмета — отдых? Нет. Комментарий: эти вопросы довольно сильные. Обучающие- ся пытаются построить классификацию предметов быта по их функциям. Каждый вопрос отсекает довольно большую группу предметов и сужает поле поиска. Будь обучающиеся немного опытнее, они могли бы выйти на контрольный ответ, задав ещё несколько вопросов из этой серии. Может ли человек обойтись без него? И да, и нет. Комментарий: вопрос слабый. Что значит — «обойтись»? В какой-то момент времени или всегда? Вопрос не приблизил к ответу. Им пользуются взрослые и дети? Да. Комментарий: вопрос несильный. Понятие «пользуются» определено недостаточно строго. Фактически обучающиеся хотели выяснить, не игрушка ли искомый предмет. Предмет относится к мебели? Нет. Предмет относится к посуде? Нет. Это электрический прибор? Да. Комментарий: вопросы сильные, с них надо было начинать. Определяется класс предмета, с каждым вопросом значитель- но сужается поле поиска. Это плеер? Нет. Комментарий: вопрос слабый, один из обучающихся не вы- держал и перешёл к «гаданию» методом сплошного перебора. Этот прибор используют для передачи звука? Нет. Комментарий: вопрос хороший. Отсекает большую группу приборов. Задан вовремя. Это осветительный прибор? Да. Это лампа? Да! Комментарий: контрольный ответ найден. После игры — обязательное краткое обсуждение: какие во- просы были сильными? Какие (и почему) — слабыми? Ведь мы стараемся научить обучающихся вырабатывать стратегию по- иска, а не сводить игру к беспорядочному перебору вопросов. Примеры заданий «Данеток» в разных предметных сферах: Загадать можно не только персонажа, но и любой объект, прибор, формулу, правило, слово. История: задуман военачальник. Кто? (Наставник может за- гадать любого соответствующего исторического персонажа, например, Наполеона или Александра Македонского). Литература: героиня не отличалась щедростью, хоть и гостям рада была. Кто она? (Коробочка из «Мёртвых душ» Гоголя). Литература, физика, химия: серьёзные занятия наукой не мешали ему сочинять стихи. Кто он? (Например, Гёте или Ло- моносов). Русский язык: наставником задумано правило. Какое? Геометрия: по геометрическим свойствам отгадайте загадан- ную фигуру. Информатика: летающая тарелка с существами, у которых по три пальца на руках, приземлилась на площадке перед школой. Одно из этих существ, прикинувшись обучающимся, попадает в первый класс. Выйдя к доске, этот «обучающийся» составляет задачу по картине и решает её: 5+12=21, но его со всех сторон поправляют: 5+8=13! Объясните ситуацию. (Введение в тему «Шестеричная система отсчёта»). Химия: загадана химическая реакция. Какая? Математика, химия, физика: задумана формула. Какая? 41 40 Учимся шевелить мозгами Физика, химия, биология, история: задумано физическое яв- ление (химическое явление, историческое событие. . .). Какое? История, искусство: задумана картина на историческое со- бытие. Какая? География, астрономия: глубокая ночь, а в городе открыты магазины, работают люди. Почему? (Полярная ночь). География, иностранный язык: загадан город (озеро, море, горы...). Какой? Английский язык: нужно отгадать одно из слов заданного текста. (Обучающиеся задают вопросы типа: Is it a noun? Is it a verb? Has it a letter «а»?). Введение в профессию: я задумал профессию. Специалисты этой профессии часто «на слух» делают заключение о нор- мальной работе объекта. Назовите профессию специалиста. (Врач; железнодорожный рабочий, который бьёт по колёсам молоточком и на слух определяет, нет ли трещин; настройщик музыкальных инструментов). Биология, физика, химия (из картотеки А. Лимаренко): жена немецкого сельского врача Эмма преподнесла ему подарок на день рождения. Этот дар любимой женщины определил его последующие научные успехи. С лёгкой руки Эммы ему крупно повезло — вскоре он стал лауреатом Нобелевской премии. Его именем названа бактерия — возбудитель туберкулёза. Что же подарила врачу его дальновидная супруга? (Подарком был... микроскоп. С его помощью сельский врач Р. Кох открыл так- же возбудителей холеры, бубонной чумы, сонной болезни и столбняка, чем спас жизни миллионов людей). II. Способность к быстрому и оперативному поиску информации (мыслить аналитически) Как происходит поиск информации в интернете? Находят информацию для русскоязычного пользователя различные поисковые системы, такие как Яндекс, Google, Mail. Ru, Rambler, Yahoo... Наиболее популярными являются первые два — Яндекс и Google. Если вы попробуете ввести один и тот же запрос в этих системах, то увидите, что результаты поиска будут отличаться друг от друга. Поисковые системы ищут для нас информацию, учитывая следующие критерии: • ключевое слово содержится в заголовке; • ключевое слово содержится в адресе домена или в названии страницы; • «плотность» ключевого слова (частота на странице) и др. Как найти именно то, что нужно? Сформулируйте несколько запросов по вашему вопросу. Учитывайте при этом, что если вам надо найти реферат о сло- не, то по запросу «слон» вы найдёте не только информацию о животных: это могут быть книги со словом «слон» в заголовке, сайты, статьи, анекдоты, сказки — в общем, всё то, что к вашей задаче не имеет отношения. Поэтому пишем коротко и ясно: «рефераты о слонах». 43 42 Учимся шевелить мозгами Далее информация взята со страницы «помощь» системы Яндекс (https://yandex.ru/support/search/index.html). При поиске с учётом морфологии принимаются во внима- ние: • форма заданного слова (падеж, род, число, склонение и т. д.); • часть речи (существительное, прилагательное, глагол и т. д.). По умолчанию Яндекс ищет все формы слова, указанного в запросе. Например, при запросе «рассказал» поиск будет про- изводиться по глагольным формам «рассказать», «расскажу», «рассказывать» и т. д., но не по однокоренным словам типа «рассказ», «рассказчик». Исключение составляют случаи, ког- да используются операторы ! и «. Также вы можете конкретизировать поисковый запрос с по- мощью операторов, которые уточняют наличие запрашивае- мых слов в документе. |