Використання моделі триз-технології «елемент-ім'я ознаки-значення ознаки» на уроках фізики. Тріз
Вєтрова Ольга Михайлівна
вчитель фізики вищої кваліфікаційної категорії
МБОУ «ЗОШ №14», м. Ангарськ Іркутської області
Сучасна освіта має бути особистісно значущою для дитини, яка допомагає самовизначатися в житті, вирішувати життєві проблеми, що виникають, орієнтуватися у величезному потоці інформації, що обрушується з усіх боків?
Шкільна освіта має вийти за межі рішення стандартних, типових завданьде вже заздалегідь відомі відповіді на всі питання. Необхідно впроваджувати сучасні педагогічні технології, у яких перше місце виходить діяльність учнів під час уроку, коли вчитель і учень перебувають у «суб'єкт – суб'єктних» відносинах.
Федеральні державні стандарти другого покоління спрямовані на формування у учнів «вміння вчитися» та розвиток універсальних навчальних дій (УУД) в урочній та позаурочній діяльності.
Формування УУД складає важливе завданняосвітніх відносин та невід'ємну частину фундаментального ядра загальної освіти. Розвиток УУД є психологічною основою успішності засвоєння навчальними предметного змісту фізики.
На цей час у практиці викладання фізики робота з розвитку УУД здійснюється стихійним чином. Стихійний та випадковий характеррозвитку УУД знаходить свій відбиток у гострих проблемах викладання фізики:
- низький рівень навчальної мотиваціїі пізнавальної ініціативиучнів;
— здатність регулювати свою навчальну та пізнавальну діяльність;
- Недостатня сформованість загальнопізнавальних та логічних дій.
Педагогу потрібен сучасний інструментарій: сучасні методи та форми навчання та виховання, ефективні педагогічні технології системно-діяльнісної спрямованості. Однією з таких педагогічних технологійє теорія рішення винахідницьких завдань- ТРВЗ-технологія, автором якої є Г.С. Альтшуллер.
Наприкінці XX – початку XXI століття в освіту все ширше впроваджується ТРВЗ-педагогіка, прийоми та методи, якою допомагають навчити школярів шукати, аналізувати, обробляти та використовувати «недостатню» інформацію, дозволяють суттєво підвищити активність учнів та розглядати нові форми проведення уроку в рамках впровадження ФГЗС.
Н.М. Хоменко на базі ТРВЗ-технології розробив Загальну теорію сильного мислення (ОТСМ-ТРВЗ), в якій запропонував використання моделей ОТСМ-ТРВЗ.
Моделі вивчаються сьогодні у шкільних предметах, у тому числі на уроках фізики. матеріальна точка, ідеальний газ, броунівський рух, моделі атомів, математичний маятникі т.д.).
У своїй педагогічній діяльності на уроках фізики, на рівні основної загальної освіти ми застосовуємо одну з моделей ОТСМ-ТРВЗ – модель «Елемент – Ім'я ознаки – Значення ознаки» («ЕІЗ»).
"ЕІЗ" - це інструмент, що дозволяє описувати об'єкти навколишнього світу через їх ознаки (призначення, форма, колір і т.д.). Відмінні особливостімоделі – поділ понять «ім'я ознаки» та «значення ознаки», виділення ознак, суттєвих у цій ситуації.
Як улаштована модель «ЕІЗ»? Це таблиця, в якій знак оклику позначає задану частину, а знак запитанняту частину, яку необхідно знайти (див. таблицю 1).
Таблиця 1.
Загальний вигляд моделі «ЕІЗ»
За допомогою моделі "ЕІЗ" можна розглядати будь-які фізичні елементи: тіла, речовини, явища, величини, формули, закони, теорії тощо.
Отже, на основі моделі «Елемент – імена ознак – значення ознак» будуються інструменти:
– для опису та вивчення об'єктів;
– для опису та вивчення об'єктів як систем;
– для опису та вивчення проблем, що виникають у системах.
Робота з моделлю «ЕІЗ» ускладнюється від 7 класу до 9 класу. У 7 класі моделі даються учням із пропущеними елементами, а 9 класі учні самостійно формують моделі під час навчальної діяльності.
При роботі з моделлю «ЕІЗ» було виділено рівні:
- Елементарний рівень, спрямований формування умінь:
– описувати зміни значень ознак елемента та зв'язку між ними;
– відстежувати зміни у моделі залежно від зміни значень ознак;
– переходити від конкретних описів до загальніших і навпаки.
- Достатній рівень, спрямований формування умінь:
– будувати опис об'єкта, з функції об'єкта;
- описувати елемент по загальним ознакам;
– прогнозувати зміни у системі об'єкта.
Розглянемо приклади завдань формування поняття маси в учнів 7 класу з допомогою моделі «ЭИЗ».
- Мені ставили питання про фізичну величину – масу. На перше запитання я відповіла: m. На друге питання: кг. Третє питання: скалярна. На четверте питання: m = V?. Які питання мені ставили?
У таблиці 2 подано вид завдання.
Таблиця 2.
Результат виконання завдання:
1-й питання: Якою літерою позначається величина?
2-й питання: У яких одиницях вимірюється величина СІ?
3 питання: Якою величиною є векторною або скалярною?
4 питання: Як можна обчислити величину?
5 питання: Як можна виміряти величину?
- Складіть розповідь про масу з використанням конструктора «ЕІЗ» за планом:
1) Якою літерою позначається величина?
2) У яких одиницях вимірюється величина СІ?
3) Якою величиною є векторна чи скалярна?
4) Як можна визначити величину?
5) За допомогою якого приладу можна виміряти величину?
У таблиці 3 наведено варіант вирішення завдання.
Таблиця 3.
Результат виконання завдання
- Складіть загадку, використовуючи модель ЕІЗ.
Результат виконання завдання:
Ця фізична величинавимірюється в СІ кг. Скалярна величина та її можна обчислити за формулою = Vρ. Її можна виміряти за допомогою ваги. Що це за фізична величина?
- Запитання вчителя класу: Відгадайте, що я загадала? Заповніть перепустки в моделі «ЕІЗ». Зразок завдання подано у таблиці 4.
Таблиця 4.
Таким чином, з практики застосування системи завдань по роботі з моделлю «ЕІЗ» у процесі навчання фізиці можна зробити висновок, що використання моделей ОТСМ-ТРВЗ сприяє формуванню та розвитку у пізнавальних УУД, що навчаються, таких, як упізнання, порівняння, виділення ознак, узагальнення, класифікація , серіація, моделювання та інші.
Формування та розвиток пізнавальних УУД забезпечує розвиток особистості дитини в системі фізичної освітиі може бути досягнуто при використанні системи завдань, розроблених з використанням прийомів та методів ОТСМ-ТРВЗ.
Завдання на основі моделей не повинні застосовуватися час від часу, тому що в сукупності вони утворюють систему завдань, за якою можна простежити ступінь сформованості та розвитку пізнавальних УУД. Навчившись створювати систему своїх завдань, вчитель зможе сформувати в учнів уміння вчитися.
Список літератури:
- Альтов Г.С. І тут з'явився винахідник. - М.: Дитяча література, 1989. - 142 с.
- Альтшуллер Г.С. Творчість як наука. - Петрозаводськ: Скандинавія, 2004. - 208 с.
- Вікентьєв І.Л., Кайков І.К. Сходи ідей. - Новосибірськ, 1992. - 104 с.
- Гін А.А. ТРВЗ-педагогіка [Електронний ресурс]
- Іванов Д. Про ключові компетенції та компетентнісний підхід в освіті // Шкільні технології. - 2007. - №
- Криволапова Н.А. Позаурочна діяльність. Збірник завдань для розвитку пізнавальних здібностейучнів 5-8 кл.-М.: Просвітництво, 2012.-222 с.
- Нестеренко О.О. Система моделей керування розумовою діяльністюз ОТСМ-ТРВЗ. [Електронний ресурс]
- Хоменко М. коротка характеристикатеорії сильного мислення / Н. Хоменко // 3-тя Міжнародна конференціяГромадської організації «Волга-ТРВЗ» «Методи ОТСМ-ТРВЗ при вирішенні педагогічних проблемс детьми 3-10 років», Тольятті, 26-27 квіт. 2005: матеріали конф. - Ульяновськ, 2005 - С. 9-21.
КОНСПЕКТ ЗАНЯТТІ ТРИЗ-семінару “ТРВЗ та хімія” (2007 рік)
1. Оглядова лекція « ТРВЗ у ХХ1-му століттів Росії та світі» 2 години
1946 – інженер-механік та працівник патентного відділу Генріх Альтшуллер почав шукати методику вирішення винахідницьких завдань шляхом вивчення патентного фонду; (ще в школі він отримав а.с. на дихальний прилад водолаза з Н 2 О 2, робив ракетний катер з Н 2 О 2), через 3 роки він встановив, що відмінна ознакахорошого патенту – вирішення технічного протиріччя (одне з перших рішень за новою методикою – прилад слідності для безслідної торпеди: прилад д.б. маленьким, але давати слід, помітний і вночі, і вдень – він запропонував реакцію фосфіду кальцію із забортною водою, що подається крапельницею з краплі води утворюється в тисячу разів більший обсяг газу - суміші фосфіну з поліфосфінами, останні на повітрі підпалюють фосфін: полум'я добре видно вночі, а дим-«туман», що утворюється оксидом фосфору, видно днем; автора пропозиції, яка не мала допуску.). Ca 3 P 2 + H 2 O ==> Ca(OH) 2 + PH 3 /P 2 H 4 / P 3 H 5
P 3 H 5 + O 2 => P 2 O 5 + H 2 O + Q1; Q1 + PH 3 + O 2 => P 2 O 5 + Q2 (hv); => +H 2 O => (H 3 PO 4 )(дим)
Разом із колегою вони написали відкритий листІ. Сталіну про недоліки розвитку винахідництва в СРСР та запропоновану методику, яке в НКВС було оцінено як очорнення радянської владивироком на 25 років табору у Воркуті. Він із співавтором раніше взяли участь у конкурсі з розробки костюма газорятівника (зокрема, дихальний прилад з рідким киснем, пара якого при цьому охолоджує костюм – за принципом об'єднання) – їх 3 пропозиції щодо конкурсу посіли три перші місця серед тисячі учасників винахідників. Це рішення вони дізналися у таборі. Через 5 років Г. Альтшуллера випустили "за відсутністю складу злочину", але після табору ніхто не брав на роботу - він під ім'ям Г. Альтова став друкуватися як письменник-фантаст. І всі роки продовжував працювати над методикою винахідництва. У 1956 надрукував статтю Про психологію винахідництва та роль протиріч.
1961 – у Тамбові надрукували його першу книгу «Як навчитися винаходити», у 1964 – у Воронежі вийшла друга книга «Основи винахідництва», я читав у роки статті в журналах ІІР і Знання-сила Г. Альтшуллера і Р. Бахтамова (Р. Бахтамова). Шапіро). Пам'ятаю, я виписав тоді з Воронежа 10 екземплярів книги та поширив у ЦЗЛ. Від суспільства Знання читав лекцію Наука винаходити. Я вважав тоді, що якщо знаю корисну справу - треба про нього розповісти іншим.
1968 у вид-ві Моск. робітник вийшла книга «Алгоритм винаходу», в 1971 - Баку почав працювати перший дворічний інститут підготовки винахідників. У 1972 р. у Дубні проведено відділом винахідництва ЧСЧ семінар Г. Альтшуллера для працівників підприємств, на який мене надіслало керівництво п/о Маяк. Потім у ЦЗЛ я провів семінар, який закінчили 5 осіб, а двоє невдовзі стали винахідниками і один став викладачем ТРВЗ, коли я поїхав до Чебоксар, а один випускник семінару за правилом діалектики став його «ворогом». Зараз знавець ТРВЗ живе в Озерську і незатребуваний керівництвом.
У 1979 Радіо надрукувало «Творчість як точна наука» - основну книгу про ТРВЗ, яка нині перекладена багато мов світу, а в 2004 і 2006 перевидана в Петрозаводську офіційним Фондом Г. Альтшуллера. У 80-ті роки розпочалися систематичні семінари з ТРВЗ у Петрозаводську; там і в Кишиневі видано більше 10 книг про ТРВЗ, в СРСР працювало до 100 шкіл молодих винахідників і народних університетів - зараз залишився 1 в СПетербурге МУНТТР, готує кадри для фірми Алгоритм, дочки Pragmatic Vision (Boston, US), є також Московська школа ТРВЗ (А. Кудрявцев та В. Буйєнцов).
У 70-80-ті роки в Мінську почала працювати НІЛІМ, що розробляє проект Винахідлива Машина і в 1989 випустила програми ІМ-1.3 (мережну) та ІМ-1.5 (об'єднаний комплекс трьох ТРВЗ-методик); одночасно вона почала розробляти англійську версію програми інтелектуальної підтримки на основі ТРВЗ, в 1991 році запрацювала в Бостоні створена ними фірма ІМКорп, що випускає версії ІМ – ТехноОптімайзерПрофі (ТОП) на СД- та ДВД-дисках (за останню версіюзапросили 17 тисяч доларів. США), але як правило, штучно ТОП не продають, а корпоративними пакетами по 1000-1500 прим. дисків і за умови навчання працівників фірм-покупців - найбільших понад 500 світових ТНК США, ЮКореї та ін. знавців ТРВЗ, які допомагають замовникам вирішувати їхні завдання розвитку та прогнозу виробництва на основі ЗРТС, є також сотні дрібних фірм ТРВЗ-консультантів як з колишніх винахідників із СРСР, так і з американців, які прослухали курс ТРВЗ 1 день. Є пакет TOP-2.5 (1997) двох СД-дисках (з в/ф).
На зустрічі в Петрозаводську в 1989 році було вирішено створити Асоціацію ТРВЗ, яка нині стала міжнародною: до неї входять 20 ГО ТРВЗ з РФ (наприклад, Карелії, СПетербурга, Красноярська, Москви, Чебоксар та ін.), кілька об'єднань Білорусії, України, США, ЕвроТРИЗ, Франції, створюються об'єднання Перу, Італії, Іспанії, ЮКореї, Китаї та інших. Проводяться ТРВЗ конференції і з'їзди МАТРИЗ щорічно 2 року у РФ; конференції в АІТРИЗ у США та в ЄвроТРИЗ щорічно. У 2006 в Мексиці стали проводити ТРВЗ конференції іспанською мовою. За кордоном розвиваються як застосування елементарних основ ТРВЗ інженерами фірм, так і глибоких знань основ ТРВЗ-фахівцями з колишнього Союзу РСР. Так, ЛШ та Samsung залучають за контрактом фахівців ТРВЗ на 1-3 роки. У США на основі ТРВЗ вирішують проблеми для корпорацій такі фірми, як ІнвешнМашинКорпорейшн (IMCorp., Boston), ІдеайшнІнтернейшнлІнкорп (III, Detroit), Pragmatic Vision (Boston) та близько 100 дрібних фірм ТРВЗ-консультантів, багато ТРВЗ-консультантів : ФРН, Франції, Австрії та ін. Зокрема, ТРВЗ-спеці допомагають фірмам, які працюють над новими видами палив для ДВС (етанол, біопаливо, водень та ін.).
У РФ продовжуються розробки ТРВЗ педагогіки для дитсадків, шкіл і вузів – у МДІУ є МНЦНКО, в Інтеко (Москва) та Норд Сервіс (Іркутськ) працюють групи ТРВЗ-профі із застосуванням ТРВЗ на практиці та з розвитку ТРВЗ-педагогіки, Центри дитячої творчостіпрацюють з дітьми на основі ТРВЗ у Санкт-Петербурзі, Петрозаводську, Сосновому Бору, Ульяновську, Норильську, Новосибірську, Челябінську, Ангарську, Красноярську та інших місцях РФ, у Мінську та Гомелі РБ, Одесі, Дніпропетровську України.
За 30 років у Чуваському ГУ зібрано у бібліотеці 500 прим. 25 найменувань книг про ТРВЗ для студентів (видань 1968 – 2005), 1000 прим. надрукованих у ЧувДУ 11 навчальних посібників (1976 – 2005), зібрано для бази даних із застосуванням хімії у ТРВЗ близько 17 тисяч патентів за участю 1000 студентів, фрагмент 1550 рефератів виставлений у ru/(що включає також 400 реф. з 17-го Менделєєвського з'їзду (Казань, 2003) та 300 реф. з 18-го Менделєєвського з'їзду, присвяченого нано-технологіям). Зібрано на СД-диску понад 80 навчальних посібників про ТРВЗ (ЧувДУ, ТолГУ, СПбМУНТТР та ін.) та матеріали з ТВЗЗ та хімії, на ДВД-дисках 9 відеофільмів про ТРВЗ.
Шукаю бажаючих співпрацювати з питань класифікації близько 10000 патентів, заснованих на застосуваннях хімії та проблемах екології (охорони навколишнього середовища).
2. Сучасні методирозв'язання задач. 6 год.
Приклади застосування ТРВЗ у творчих рішеннях на п/о Маяк (у 70-ті роки): осадження гідроксидів металів із гасових розчинів їх комплексів (на основі принципу однорідності), електроосадження металів з розчинів у гасі (2 а.с. В. Михайлова та ін.: 75785, 1973; 79860, 1974 – на основі принципу об'єднання); очищення підошв цехового взуття (ресурс енергії), ремонт світлокопіювальної машини (принцип однорідності), Автоматичний пробовідбірник стоків (а.с. 559 151, 1977; А.Н. Орлов - ресурс енергії), центрування блоків у трубі (А.Г. Моков), передача тиском гарячого шкідливого розчину (А. Закіров, 1973 - ресурс надсистеми), що забруднює парами повітря. У п/о Уралгалоген: одержання броміду алюмінію (В. Фомін, ас 316654, 1970; 387932, 1973 – за принципами дроблення, посередника та об'єднання).
Один із 40 прийомів вирішення технічних протиріч у завданнях - принцип місцевої якостізастосований у багатьох винаходах, як-то: хімічна металізація – прискорення нагріванням гарячою деталлю реакції NiSO 4 + NaH 2 PO 2 =(t)=> Ni(h) + NaH 2 PO 4
У потоці холодного розчину (а.с. 186246); отримання PtF 6 - (пат. РФ 1419069), MoF 5 - (пат. РФ 1760642, 1999) дією холодного газу фтору на гарячі метали; реактиву- посередника(синтез пентафторхлору з трифторхлору, фториду цезію та фтору – (пат. СРСР 290530, 1970)
CsF + ClF 3 = (100 o C) => CsClF 4; CsClF 4 + F 2 =(100 o C)=> CsF + ClF 5 ,
Синтез броміду Al (Al + SnBr 4 = (t) => AlBr 3 + Sn (melt), В. Фомін); квантова активізація(Прямий синтез BrF 5 в полі тліючого розряду - а.с. 380583, 1973), гідрооксиди на полімерах(або сульфіди) для поліпшення очищення вод - (в а.с. 231399, 247867, 1973; 412150, 412151, 1974; пат.ФРН 1045546; а.с. 498261, 1976)
Fe 3+ + (HO)mR => Fe 2+ O(HO)R =(+NaOH/NaHS)=> (HO)2FeO(HO)R / SFeO(HO)R ;
молекулярне дозуванняреагентів для підвищення якості та чистоти продуктів реакцій синтезів (SiC з проміжного продукту CH 3 SiHCl 2 - а.с. 327779, 1973; 2-amino-5-nitrotiazol з проміжного нітрату аміно-тіазолу в середовищі сірчаної кислоти - a9c6,4) та ін.,
Емульгування молока (суперечність: труба з молоком має бути довга і коротка, причому контакт молока з повітрям має бути виключений – дозволено поділому часі та просторі), очищення помідорів – труднощі такого очищення вирішені за допомогою фізефекту(Макнути помідори в желатиновий розчин колоїду-феромагнетика, підсушити пором, пропустити через магніт, який зніме оболонку за допомогою феромагнетика, магніт почистити скребком), полімерна стрічка (погано сушиться в повітряній сушарці - сушити розплавом за принципом зміни агрегатного стану ; напіврідкий полімер при твердінні горизонтальної стрічки встигає перетекти на нижню сторону - витримувати до твердіння вертикально - на основі принципу переходу в інший вимір) (Інтеко, 2006).
3. Методи творчого пошуку, засновані на ТРВЗ: 16 год.
А) Система 40 прийомів вирішення технічних протиріч ( ТП) та таблиця ГС Альтшуллера (основний засіб пошуку рішень у західних країнах, фірмах та університетах [Алгоритм винаходу – М.: 1973; 40 Principles TRIZ Keys - Worcester, MA, 1997]) - добірки прикладів у техрішеннях з екології та охорони ОС - [Ст. Михайлов Вісник ТО РЕА - Казань, 2005, 3, с.19-20; 2006, 3, с.17-18]) та ін);
Б) комбінації прийомів вирішення технічних протиріч з використанням фізичних, хімічних та геометричних ефектів при розв'язках задач – система 76 стандартіввирішення винахідницьких завдань [Р. Альтшуллер // Зб. Нитка у лабіринті – 1988, с.165-230] – з урахуванням законів розвитку техніки (ЗРТС);
в) вказівники ефектів: використання 500 фізичних ефектів[Зб. Зухвалі формули творчості – 1987, с.83-172] та 10 геометричних ефектів [сб. Правила гри без правил - 1989, с.71-176]; 100 видів хімічних ефектів, що використовуються в патентах (1960 – 2006 рр.) – у БД програм ІМ-1.5 (1989) та ТО-2.5 (1997) / 3.5 (2006), а також у сайті: ru/;
Г) ГС Альтшуллер нам заповідав алгоритм винаходуАРІЗ-85в для вирішення складних, нестандартних завдань[Знайти ідею – 1986, 1991 та 2003, с.186-206; 2007, c.237-274; зб. Правила гри без правил - 1989, с.11-50 та ін], що використовує всі засоби ТРВЗ: 10 законів РТС (структура та повнота частин ТЗ, енергопровідність у ТЗ, узгодження-розузгодження дій елементів ТЗ; розвиток ТЗ у бік ідеальності ТР - шляхом оптимізації застосувань ресурсів, неоднорідність розвитку частин ТЗ та виникнення технічних протиріч (ТП), виявлення фізичних причин протиріч як ФП (макро- та мікро-ФП); -рівні - шляхом змін і застосувань фізичних та/або хімічних ефектів;
Приклади застосування АРІЗ-85в: блискавковідведення для антени радіотелескопа (суперечність: антена потрібна і шкідлива); завдання про перевезення рідкого шлаку (МІ Шарапов, ММК. А.с. 400621 – кришка потрібна та шкідлива); макет у водяному потоці (ЮТ-1981, 11, с.12) – для тривалих спостережень треба багато фарби, щоб спотворювати спостереження треба мало фарби наносити на макет; електроосадження Ме(ОН)n з гасу- за принципом об'єднання(РУЗпоТРІЗ-1992, с.56-58) для спрощення схеми виділення гідрооксиду:
(Me(TBPh)n)(sint) + HCl/NH 4 Cl + K - (katod) =(Pel)=> (Me(OH)n)(oc)/Katod + H 2 ,
Автоматичний пробовідбірник- Використання ресурсу енергії (РУЗ по ТРВЗ-1992, с.51-54) для дозволу ТП: дірка пробовідбірника д.б. малої (щоб відбирати задану аліквоту) та великої (щоб не забивалася опадами); одержання оксиду етилену – за принципом динамічності, щоб вирішити протиріччя: при великій швидкості подачі реагентів відбувається перегрів системи: 2 C 2 H 4 + O 2 =(kataliz) => C 2 H 4 O + Q(superthermal kataliz);
Передача гарячого розчину- Використання ресурсу надсистеми (с.82-83) - витіснення замість повітря тиском водяної пари.
Д) Програми інтелектуальної підтримкипри пошуку рішень, що включають бази даних та приклади патентів до кожного ТРВЗ-засобу: ІМ-15: ІМп - прийоми, ІМс - стандарти (як комбінації прийомів та ефектів), ІМе - (фіз-, хім-, геометричні ефекти), ІМ- ФСА - функціонально-вартісний аналіз (НІЛІМ), ТехноОптімайзерПрофесіонал: ІМ-15 + ІМ-вчитель (ІМКорп., Бостон); машина відкриттів МО-24 (СПбрг, Ст Митрофанов); метод Ісікава та В. Сибірякова та оцінки причин небажаних ефектів у ситуації (Комсомольськ-на-Амурі ГТУ, Новосибірськ Діол). База даних з використання фіз-, хімефектів в ІМ-1.5 (30 хім-ефектів та 300 патентів), IM-Phenomenon, TOP-2.5 (60 хімефектів та 175 хімпатентів).
Е) прогнозуваннярозвитку технічних систем(Лінія життя МС, 8 Законів РТС, лінії дроблення, динамічності, керованості; активації реакцій); прогнози можливих аварійних ситуацій та способів їх попередження (“диверсійна” методика Б. Злотіна – нині у США; а також замість як пояснити – “як зробити”); об'єднання альтернативних систем(С. Литвин (США), В. Герасимов) та найкращих властивостей таких систем (А. Піняєв, у США).
Лінія розвитку активізації хімічних реакцій: нагрівання та принцип місцевого якості (температури), принцип посередника, активації при низьких температурах електричним полемабо УФ-світлом, каталіз, резонансна активація реагентів (зокрема ферментативний каталіз).
Ж) Функціонально-вартісний аналіз (Л. Майлз, Ю.Соболєв; М.Моїсеєва; С.Литвин та В.Герасимов), діаграма Іссікавы-Сибірякова – як засоби та способи виявлення завдань і проблем, що вимагають вирішення; алгоритм вибору завдання з винахідницької ситуації (Г.І. Іванова) – як вирішувати технзавдання треба точно виявити джерело, місце її виникнення.
З) Про пошук рішень науковихзавдань (пояснення ефекту Рассела – дія на фотопластинку полірованої поверхні кремнію; та перенапруги при виділеннях водню на катодах з різних матеріалів В.В. Митрофановим, СПбг); заміна пояснення явища пошук відповіді питанням: «як це зробити?».
І) КОРОТКИЙ ПЕРЕЛІК ВИДІВ ХІМІЧНИХ ЕФЕКТІВ:
Пошуковий код Зміст виду ХЕ (Складений ВА Михайловим, 2005; 110 видів, 1200 патентів)
1-5 – Окислення – відновлення(далі коротко описано-названо 13 ефектів):
C01oO - посилення окисненнякиснем: збільшення вмісту Про 2 та його активація;
O 2 (20%) => O 2 (50%) => O 2 (100%) => (P>1, t>100C) =(Epole/hvUV)=> O 2 * =(+E)= > O.
C01oz - озоном: збільшення; c01og – галогенами та їх сполуками;
O 2 + E/hv => O 2 + O 3 J 2 , J 3 (-), Br 2 , Cl 2 , HOBr, HOCl, Br 2 *, Cl 2 *, F 2 , F 2 *
C01os – розчинами окислювачів та c01ok – твердими окислювачами;
H 2 O 2 , FeCl 3 , HNO 3 , NO 2 , HMnO 4 , XeO 2 …; CuO, Ag 2 O, MnO 2 , V 2 O 5 , NaBiO 3 , PbO 2 , CoO 2
C02oo – ослаблення окислення(тобто дією CO 2 , H 2 O, NH 3 видалення С в середовищі СхНу);
C03no - застосування нейтральнихсередовищ (рідкими водою та ін., CO2, N2, Ar, Ne, He, Vakuum);
C04rd - застосування відновлювачів(anti-oxidation: Н 2 H 2 S, NaH 2 PO 2 Ме-мі, атомами Н.);
Cu, CO, H 2 , H 2 S, SO 2 , H 2 *, Fe, Zn, H 3 PO 2 , H., MeHx, Ca, Sr, Ba, Li, Na, K, electroliz
C05el - перехід до електрохіміїі змінний струм: c05eo - (анодне окислення);
2 H 2 O - 4 e- = (Anode) => 2 O. + 4 H + ; CxHyNwOz + O. => CO 2 + H 2 O + N 2 /NO
C05er – (катодне відновлення); c05es, c64ei - (електрохімічні джерела струму);
Me n+ + ne- = (Katode) => Me; or (2 H 2 O + 2e- =(K-)=> H 2 + 2 OH-; Me n+ + n OH- => Me(OH)n)
C05em – електрохімія у розплавах солей та їх евтектик;
6-11 – Обміннівзаємодії: (перераховано 8 видів)
C06ob – обмін (групами, радикалами, іонами) та конверсія солей;
Al 2 (SO 4) 3 + Ca(HCO 3) 2 + H 2 O =(Water)=> (Al(OH) 3 + CaCO 3 + CaSO 4 )(prec) + CO 2
C07cm - комплексоутворення; c07cx - освіта хелатів, циклічних комплексів;
MAn + x HA HxMA(n+x); M n+ + x(-A-B-) M(-A-B-)x;
;
C08s – сорбція; c08si – іонообмінна сорбція;
(SiO 2 .Al 2 O 3 .OH 2) + AB (SiO 2 .Al 2 O 3 .OH 2)/AB; R-(OH)n + Me n+ R-(O)nMe + n H +
C09sc – сорбційне концентрування; c10so - сорбція на опадах;
Al(OH) 3 (prec) + Me n+ + H 2 O => Al(OH) 3 .Me(OH)n(prec)
C11hp - сорбція на гідрооксидах, закріплених на полімерах (R);
12-16 – R-(OH) + Fe 3+ + 2 NaOH => ROFe(OH) 2 ; + Me n+ + H 2 O => ROFe(OH) 2 /Me(OH)nРозчини
(наведено 8 видів)
C12ff - застосування піни на основі поверхнево-активних речовин (ПАР);
C13sl - розчинення у рідині; c13sr-розчинення в розплаві; c14sp - і в стислому газі;
C15cc – коагуляція колоїдів; c15ce – коагуляція емульсій;
17-39 – C16sg - золь-гель перетворення; c16gl - застосування гель систем;Синтези та/або розпад
(перераховано 24 види ефекту)
C17s – синтези; c18sg - СВС - високотемпературний синтез, що самопоширюється;
A + n B => ABn + x CD; Th(hard) + B(h) = (init-t, CBC) => ThB + Q
C19tl – термо-розпад; c20fl – фото-розпад; c20fs - фото-синтез, bio-kataliz;
C21sz - синергізм; c22or - методи реагентів, що виникають (гідроліз або окислення);
Ox1 + Ox2 > Sum(1+2); La 3+ + (RO) 2 C 2 O 4 + H 2 O =(t)=> La 2 (C 2 O 4) 3 (prec) + ROH
C23mp – метод точного молекулярного дозування;
(SiCl 4 + CH 4 ) =(t1)=> CH 3 SiCl 3 =(t2>t1)=> SiC (hard) + HCl(gas)
C24gc - газотранспортні реакції (тверде, пар/газ, знову тверда речовина);
2 NiO + 12 CO = (t1) => (Ni 2 (CO) 10) (gas) = (t2> t1) => Ni (hard) + CO (gas)
C25pm – олігомери (середній ступінь полімеризації) та полімери (високий ступінь);
CxHy(gas/liq) = (kt, t) => (CxHy) m (liq) = (kt2, t2) => (CxHy) n (n>> m, hard)
C26et - електрети (полімери з фіксованим електричним зарядом);
C27ep - електропровідні полімери (композити та бром-полієни: (-CBr=CBr-)n);
C28ic – проміжні сполуки; c29uc - малостійкі сполуки;
C30ve – поєднання різних ефектів (фіз-ких та хімічних): наприклад, електроліз + хінон;
Cu 2+ + 2e- = (K-) => Cu; H 2 O + e- = (K-) => H. + OH-; H. + OC 6 H 4 O = (by K-) => HOC 6 H 4 OH;
(отримання щільного осаду Cu при високої щільностіструму - без бульбашок H2);
Cu - 2e - = (A +) => Cu 2 +; H 2 O - 2e - = (A +) => 2H + + O. ; O. + HOC 6 H 4 OH =(by A+)=> OC 6 H 4 O
C31hr – однорідні реагенти; c32hs – однорідні сорбенти;
SiO 2 + SiH 4 =(t)=> 2 Si + H 2 O: сорбція нафти із води на порошку кам'яного. вугілля
C33sh - гідриди та розчини водню в металах або полімерах;
N 2 + H 2 + Pd (/Ti+Mg) = (P1) => N 2 (gas) + H 2 (solv. Pd/Ti+Mg) = (P2
H 2 + Pd (/Ti+Mg)
C34kh – кристалогідрати солей (освіта та/або розпад до розчину або пари води);
Na 2 SO 4 .10H 2 O(h) =(t2)=> Na 2 SO 4 (h) + 10 H 2 O(liq/gas) =(t1 Na 2 SO 4 .10H 2 O(h) + Q ;
C35gh – газогідрати (освіта при низькій температурі та/або високому тиску);
H 2 O(gas) + CH 4 (gas) = (t1 1) => CH 4 .H 2 O (hard) = (t2> 0, P
H 2 O(liq) + CH 4 (gas)
C36ms - мономолекулярний шар (рідкого масла на воді тощо); c37ms – ізомери молекул;
C38cp - композити (суміші подрібнених речовин); c39rp – реагенти-посередники;
Склопластик, залізобетон; Sn + Br 2 => SnBr 4 (gas) = (+ Al) => AlBr 3 (gas) + Sn
(Збільшення міцності, мала маса) (зменшення теплоти кінцевої реакції)
40-51 – Екологічний моніторинг(описано 12 видів)
C40em – екологічний моніторинг; c41dc – аналіз забруднення за компонентом,
(Аналіз багатьох домішок) (визначення скидання за міткою)
C42ad - аналіз забруднення по осаду; c43ap – за продуктами згоряння;
(в осаді збагачення домішки) (що характеризує вихідні речовини)
C44ia – імуно-хімічний аналіз; c45be – біохімічні методи аналізу;
C46bt - біотестування забруднень (домішок); c47mb - мікрохвильове опромінення;
(Оцінка впливу суми домішок) (нагрів об'єкта дослідження)
C48la – люмінесцентний аналіз (вимірювання свічення при або після УФ-опромінення);
(Зниження межі виявлення, підвищення чутливості аналізу)
C49hr – гідрохімія та резонанс потоку; c50ae - акустичне випромінювання та дія;
C51db – використання баз даних (для оцінок результатів фізико-хімічних вимірювань);
52-65 - Технологічні особливості(наведено 15 ефектів)
C52dp - динамічність (протиток, псевдозрідження або каталізатор, що летить);
(посилення ефективності гетерогенної хімічної взаємодії)
C53kz - затравка-кристал; c54kc – застосування критичних умов;
(прискорення осадження) (підвищення ефекту реакції або розчину)
C55qa – квантова активація реагентів; c56ss – спектри при низькій температурі;
(мінімізація витрат енергії) (підвищення чутливості)
C57kt – каталізатори; c57bk – біокаталіз, ферменти;
(прискорення реакції, (біологічний каталіз характеризується
Зниження температури) високою селективністю та низькою температурою)
C58e – вибухові речовини; c59gs – газоутворення;
(концентрування енергії) (збільшення обсягу та/або тиску)
C60hm - твердіюча речовина; c61km - клеюча речовина;
C62es – електроліт-розчин; c63eh – твердий електроліт;
(іонний провідник електроструму) (передача заряду ланцюговою молекулою)
C64ei – джерело струму; c65cl – хемілюмінесценція;
(акумулятори та батареї ХІТ) (випромінювання світла при холодній реакції)
66-75 – Виділення та/або поглинання ЕНЕРГІЇ(перераховано 10 видів)
C66ez – екзотермічну речовину; c67ed – ендотермічна речовина;
(Концентратор теплової енергії) (поглинач теплової енергії)
C68hf – гідрофільність; c69hb – гідрофобність;
(добре змочування тіла водою) (незмочування тіла водою)
C70ad - асоціація-дисоціація (оборотне перетворення речовини);
(зменшення-збільшення обсягу газової суміші, тепловий ефект реакції)
C71ap - протипожежна добавка (зменшення пожежної небезпеки);
C72mc – механохімічна активація (включаючи ультратонке подрібнення реагенту);
(Збільшення ефективності реакцій, активна поверхня металу без повітря)
C73ak - дія звуку та ультра-звуку; c74sr - пов'язані реакції (можливо, синергізм);
C75hr – спікання (твердофазна реакція, високотемпературний синтез);
76-81 – Гетерогенні процеси(описано 6 ефектів)
C76sv - розчинність та осадження з рідини; c77wp - водорозчинний полімер;
(отримання малорозчинної сполуки) (за рахунок гідрофільних груп-радикалів)
C78su – утворення суспензії, емульсії; c79pa – застосування поверхнево-активних речовин;
(дрібні частки тверді, рідкі) (поєднання гідрофільності та гідрофобності)
C80me - міцелярна екстракція (розподіл речовин за участю ПАР, що утворюють піну);
C81le - рідинна екстракція (поділ органічних та неорганічних речовин);
(вилучення сполук з водної фази за рахунок утворення комплексів, розчинних у
У мало- чи неполярних органічних розчинниках).
82 - 86 – Екологічні проблеми(Рішення поділені на 10 видів)
C82mw – зменшення, ліквідація відходів; c83wm – застосування відходу як сировини;
(Покращенням технології основного (переробка раніше накопичених відходів
процесу, зміна реагентів) в результаті старих технологій)
C84ww - очищення стічних вод; c85gw – очищення скидних газів;
(реагентами та електрохімією) (поглинання та отримання цінних продуктів)
C86br - біорегуляція; 87 – 92 – Доповнення (
C87ks - захист від корозії (водою та газом); c88mz - утворення макроциклів (катенани, фулеренів та ін); c89sp - спектрофотометрія (освіта пофарбованих комплексів та сполук); c90es - електросенсор (вимірювання електричних параметрів залежно від маси); c91ps - п'єзосенсор (вимірювання маси сорбативу); c92mm – мембрана для молекул.
Запропоновано базу даних щодо використання понад 100 різновидів хімічних ефектів. виявлених у рішеннях творчих завдань у 1200 патентах та творчих рішеннях з хімії та екології. Подальший розвитокта розширення БД патентів у хімії та екології призведе до розширення запропонованого нині переліку видів хімічних ефектів, що дозволить докладніше та повніше врахувати кожному інженеру досягнення світового досвідувинахідників. Готується також матеріал для більш детального опису пропонованих хімічних ефектів з ілюстрацією їх дій у конкретних технічних рішеннях. Необхідно розширити можливості пошукової системи вибору необхідного хімічного ефекту у зв'язку з виявленим фізичним протиріччям технічної системи чи завдання, т.к. поки перехід від протиріччя до вибору, пошуку ефекту відбувається або випадково, або основі обмежень психологічної інерції фахівців. [.ru/db.php];
[Михайлів В, та ін. / / Сб. Совр. інф. технології-Пенза, ПГТА, 2005, в.1, с31-35; 2006, ст.3, с.56-59.]
4. Підготовка до рішеньпрактичних завдань слухачів (1-й етап): 16 год.
Функціонально-вартісні оцінки запропонованих ситуацій – первинні оцінки,
Застосування алгоритму вибору завдань із заявлених проблемних ситуацій;
З'ясування та оцінки адміністративних, технічних та фізичних протиріч.
Джерела резервів удосконалення об'єктів: ресурси речовин та їх властивостей:
Ресурси джерел речовин, енергії, інформації, межі допустимих змін;
Ресурси готові, похідні, відсутні, доступні, дорогі та дешеві.
5. Домашнятеоретична та практична підготовка слухачів (1-2 міс., 100 год.)
6. Розгляд ходу розв'язування задач слухачами, отриманих при домашній підготовці (можливо, за допомогою консультанта). Захист знайдених рішень та оцінка рівня підготовки учнів. (2-й етап) 14/22 години.
7. ПерспективиТРВЗ у теорії та практиці, заповіт Г. Альтшуллера 2 години.
Чи чекатимемо ДОКАЗІВ користі ТРВЗ для російських підприємств з-за кордону (останні 15-17 років вже показують на широке поширення ТВВЗ там, нехай навіть поки що в основному у вигляді застосувань більшістю інженерів таблиці Г. Альтшуллера – у нас такий підхід був характерний у 70 -е роки ХХ століття)? Або керівництво наших п/о вирішать все ж таки, що треба залучати своїх інженерів до рішень творчих завдань на основі повного застосування всього накопиченого в ТРВЗ арсеналу засобів вирішення задач? З цією метою треба постійно знайомити інженерів п/о як зі світовим досвідом застосувань ТРВЗ у виробництві, так і з досвідом, що накопичується в даному п/о. Не слід очікувати моментального результату від знань ТРВЗ інженерами, т.к. їх все життя вчили не творчості, а бути лише виконавцями вказівок керівників – життя ж і практика показують, що вказівки та найактивніших і най творчіших начальників не завжди безперечні – не завжди спираються на знання законів розвитку технічних систем, на які спирається ТРВЗ.
Можна також залучати фахівців із груп ТРВЗ-профі, як ГІ Іванова з м. Ангарська, АВ Подкатилина з Москви (обидва мають багатий досвід вирішення творчих завдань в оборонній та хімічній галузях промисловості). Я шкодую, що свого часу керівництво п/о Маяк не відгукнулося на мій заклик: залучати до вирішень творчих завдань у п/о мого найкращого учня АН Орлова (жителя Озерська).
Треба також знайомити викладачів ЗОШ та Будинків дитячої творчості з досвідами застосування ТРВЗ, накопиченими в ЗОШ та Будинках творчості в різних містах Росії – цей досвід відомий у Челябінську, там щорічно проводяться педагогічні конференції з ТРВЗ-педагогіки, а також у Саратові, Ульяновську та на конференціях МА ТРИЗ. Якось проводилися ознайомчі заняття з ТРВЗ в Озерському ТІ (філії МІФІ) у 70-80-х роках, гадаю, треба відновити та проводити такі заняття постійно.
Загальний обсяг занять: лекцій 16 год., практики 24 год.,
Домашньої підготовки 100 год., консультування 8 – 16 год., захист 6 годин.
ВСЬОГО: 56 (або 64) години
Доцент Чуваш. ун-ту, кхн Майстер ТРВЗ Михайлов ВА
Література
1. Альтшуллер ГС Творчість як точна наука - Скандинавія: Петрозаводськ, 2006.
2. Альтшуллер ГС Знайти ідею - Там же, 2003.
3. Іванов ГІ Формули творчості: М., Просвітництво, 1994.
4. Михайлов ВА Рішення навчальних завданьза ТРВЗ. - Вид. ЧувГУ, Чебоксари, 1992.
5. Рішення творчих екологічних завданьз використанням хімічних ефектів
І інтелектуальної системиТРВЗ / сост. - Михайлов та ін - Чебоксари, 1999.
6. Сайт www.altshuller.ru містить понад 500 робіт Альтшуллера ГС. на багатьох
Мови світу: російською, англійською, французькою та ін.
7. Сайт www.aitriz.org/ містить матеріали щорічних конференцій у США
(починаючи з 1999 р.), серед них і матеріали з Росії.
8. Сайт www.matriz.ru містить матеріали Міжнародної асоціації ТРВЗ
9. Сайти www.metodolog.ru, www.trizland.ru, www.triz-ri.ru та інші.
10. Сайт ru/ містить Базу даних щодо використання
Хімічних ефектів у патентах з хімії та екології
11. СД-диск (600 Мб)/Чобоксари, 2008 містить:
12 навчальних посібників, виданих у Чуваському університеті(1976 – 2007 роки), що містять 600 завдань щодо розвитку уяви, електротехніки, хімії, екології та ін;
База даних 1550 рефератів патентів та НДР з поясненнями та прикладами застосувань, включаючи 700 рефератів робіт з хімефектів 17 та 18-го Менделєєвських з'їздів (2003 та 2007);
Додаток до БД хімефектів – 17000 патентів (1960 – 2008 рр.)
60 навчальних посібників та навчальних програм, отриманих зі СПетербурга, Мінська, Ізраїлю,
Тольятті, зібрані з Інтернет-сайтів. Матеріали МАТРИЗ.
12. СД-диск (600 Мб): зб. доповідей у День ТРВЗ-2006 у Санкт-Петербурзі (у Будинку вчених
СПбДТУ, 13 – 21.11.06) (15 Мб) та 120 фотографій учасників зустрічі у СПбДТУ.
13. ДВД-диск містить 6 відео-фільмів: 3 про Г Альтшуллера (1974, 1991 та 1997 рр.),
З'їзд МАТРИЗ у В.Новгороді (2001), 2 про дні ТРВЗ у ЧувДУ (2002 та 2004 рр.).
14. Евристика-2: Зб. 70 завдань для ТРВЗ - Чебоксари, 2002.
15. Лисичкін ГВ, Бетанелі ВІ Хімікі винаходять (196 а.с. та патентів 1948 – 1986 рр.). - М.: Просвітництво, 1990.
16. Саламат ЮП Подвиги на молекулярному рівні/ Сб. Нитка в лабіринті/упоряд. АБ
Селюцький - Петрозаводськ: Карелія, 1988, с. 95 – 164. (40 хімефектів).
17. Журнал ТРВЗ (1990, №№ 1 і 2, 1991, 1 і 2(4) 1992, 1 - 4(8); 1994, 1; 1995, 1(10);
1996, 1 та 2/3(13); 2005, 1 (14); 2006, 2(15),)
18. Журнал "Технології творчості" (ТРІЗ-Інфо, Челябінськ) (1998 - 2000)
19. Іванов ГІ, Бистрицький АА Формулювання творчих завдань (АВІЗ) – Челябінськ:
ТРВЗ-Інфо, 2000.
20. Альтшуллер ГС, Журавльова ВН Бібліографічний покажчик 1956 – 1998 гг. / Упоряд.
Л. Кожевнікова, ЧОУНБ, - Челябінськ: ТРВЗ-Інфо, 2000.
21. У ЧОУНБ (Челябінськ, пр. Леніна, 60) у відділі технічної літературизібрано Фонд
Літератури про ТРВЗ (друкованою та рукописною), що налічує кілька тисяч
/ Л.А. Кожевнікова E-mail:
22. У науковій бібліотеці Чуваського держуніверситету зібрано 25 книг про ТРВЗ, виданих
У 1968 – 2004 роках. у Москві, Петрозаводську, Кишиневі, Новосибірську та ін., загальним тиражем 600 прим.; 12 навчально-методичних посібників, виданих у ЧувДУ 1976 – 2007 рр., - 1000 прим.; в навчальному класіІВЦ ЧувДУ на 10 робочих місцях розміщено 20 навчальних програм для ЕОМ (для школярів та студентів).
23. Уразаєв В.Г. ТРВЗ в електроніці - М.: Техносфера. 2006, 320 с. (Про хімефекти с. 123 - 128, 189-212). Він же Подорож до країни ТРВЗ: записки винахідника. М.: Солон-прес, 2003. (Вологозахист друкованих плат та інші винаходи автора).
Valery Mikhailov; 428015 Чобоксари-15, А.я. 16 Михайлов В.А.
Метод ТРВЗ (теорія вирішення винахідницьких завдань) під час навчання хімії
В даний час в педагогіці дуже багато різних технологій, які допомагають уявити учням матеріал у більш доступній формі. Для розвитку пізнавальної діяльностів галузі хімії можна використовувати ТРВЗ-технологію (Теорія вирішення винахідницьких завдань). Ця технологія спрямована на розвиток у дітей природних здібностей, також дає змогу проявити себе, завоювати повагу до однокласників.
Є російське прислів'я «Все нове – це добре забуте старе». Це стосується технології ТРВЗ, оскільки роботу над ТРВЗ було розпочато Р. З. Альтшуллер та її колегами ще 1946 року. Перша публікація - у 1956 році - це технологія творчості, заснована на ідеї про те, що «винахідницька творчість пов'язана зі зміною техніки, що розвивається за певними законами» і що «створення нових засобів праці має, незалежно від суб'єктивного до цього ставлення, підкорятися об'єктивним закономірностям ».
Основними функціями та областями застосування ТРВЗ є: Рішення винахідницьких завдань будь-якої складності та спрямованості; Пробудження, тренування та грамотне використання природних здібностей людини у винахідницькій діяльності (насамперед образної уяви та системного мислення).
Мета цієї технології: «Знає, розуміє, застосовує»
ТРВЗ розбиває матеріал на фрагменти. Процес набуває модульного характеру. Існує три основні принципи ТРВЗ: - принцип об'єктивних законів. Усі системи розвиваються за певними законами. Їх можна пізнати і використовуватиме перетворення навколишнього світу. - принцип протиріччя. Усі системи розвиваються через подолання протиріч. - принцип конкретності. Конкретне рішенняПроблема залежить від конкретних ресурсів, які є в наявності.
Дидактичні можливості ТРВЗ: - вирішення творчих завдань будь-якої складності та спрямованості; - вирішення наукових та дослідницьких завдань; - систематизація знань у будь-яких сферах діяльності; - розвиток творчої уяви та мислення; - розвиток якостей творчої особистості та формування ключових компетенцій учнів: когнітивної, креативної, комунікативної, світоглядної; - Розвиток творчих колективів.
Як приклади можна подати кілька завдань, а також кілька прийомів даної технології. 1.На початку минулого століття німецький хімік Крістіан Шенбейн винайшов нові симпатичні чорнила, що є розчином сульфату марганцю. Після висихання текст, написаний ними на рожевому папері, стає зовсім невидимим. Гордий вигадкою, Шенбейн написав своїм чорнилом листа англійського фізиката хіміку Майклу Фарадею. Історія замовчує, чи вдалося Фарадею прочитати лист свого німецького колеги. Запитання. Подумайте, як можна було виявити написане?
2.Чому нерідко кімнатні рослини, Посаджені в металеву банку з-під консервів, краще ростуть, ніж такі ж рослини в глиняних горщиках?
3.Для підвищення октанового числа бензину використовують добавку антидетонатора - тетраетилсвинцю. Це дуже отруйна речовина, яке може бути у парах бензину, отже потрапляти у повітря. Особливо це є небезпечним на автотранспортних підприємствах. Запропонуйте спосіб виявлення парів тетраетилсвинцю у повітрі.
Казка Сидить алхімік біля свічки, підходить до нього донька і питає: "Тату, що ти робиш?" «Хочу коштовність отримати, дочко». - «З цієї свічки?» - "Ні, з свічника", - відповідає батько. Дочекався він, коли чорна окалина на свічнику з'явиться, зішкреб її і в кислоту кинув - став синій розчин; кинув тріска соди - випав зелений осад; додав їдкий луг - і зовсім синій став осад усередині. Висушив він цю суміш, і вийшла фарба чудової краси. Чим не коштовність?
2. Чому зірки горять? Зірки і наше Сонце складаються із суміші двох газів, перетворення одного з них на інше відбувається з виділенням світла та тепла. Що це за гази? Елементи, що входять до складу - сусіди за періодичною таблицею; перший з газів удвічі легший за другий, молекули першого газу двоатомна, другого одноатомна, до того ж другий газ інертний. Назвіть ці гази.
Як прийоми даної технології можна використовувати кейси, загадки і т.д. 1. Поясніть хімічні процеси, що згадуються в рядках вірша А.Ахматової. «На моєму рукомийнику Позеленіла мідь. Але так грає промінь на ньому, Що весело дивитись».
2. У мереживо ніби одягнені Дерева, кущі, дроти. І здається казкою це, А по суті – тільки …….
Хто і коли вперше здійснив синтез води? - Яке повітря важче - сухе чи вологе? - У якому органі людини міститься най Велика кількістьводи, і в якому найменше? -- Назвіть вісім найменувань стану води, прийнятих у метеорології. - Скільки молекул води в океані? - Що таке сніжинки? - Чи розпадаються у воді на іони її власні молекули? - Чи може вода горіти? - Чи може вода текти вгору? -- Перерахуйте хімічні та фізичні властивості води. - Роль води у житті людини.
Загадки про хімічні елементи. Давно відомо людині: вона тягуча і червона. бронзовому віціЗнайома у сплавах усім вона. Поясніть з погляду хімії її властивості.
Як вдихнеш зелений газ, так отруїшся зараз. Хто відкрив хлор? Де він застосовується? Як впливає організм?
Я світлоносний елемент, Я сірник вам запалю в момент. Спалять мене - і під водою Оксид мій стане кислотою. Які властивості має фосфор? Де застосовується? Які алотропії модифікації Ви знаєте? Поясніть механізм свічення.
Сучасні підприємства, установи, фірми шукають для роботи творчих людей, здатних давати нестандартні рішеннярізних проблем, які вміють вирішувати творчі завдання. Перед сучасною школою, у рамках «Концепції модернізації російської освіти», сформульована основна мета загальноосвітньої школи- Формувати цілісну систему універсальних знаньта вмінь, досвід самостійної діяльностіта особистої відповідальності учнів… при цьому важливо забезпечити право кожного школяра на індивідуальний розвиток.
«Звичайно, наукова істина
завжди проб'є собі шлях у життя,
але зробити цей шлях швидким і більше
прямим залежить від людей, а не від істини» (П. Л. Капіца)
Сучасний світ динамічний. Ми часто бачимо, як нове, що тільки-но встигло з'явиться, перетворюється на історію.
Ще в давнину було відомо, що розумова активністьсприяє і кращого запам'ятовування, і глибшому проникненню в суть процесів, предметів та явищ. Так характерною особливістюСократа була постановка проблемних питаньспіврозмовнику. Цей прийом був відомий в піфагорійській школі.
У нової історіїпрагнення активного навчання перегукується з філософським поглядам Ф. Бекона, який критично ставився до істин словесного походження і вимагав істини, здобутої шляхом вивчення дійсності. Надалі ідею активного навчання розвивали такі педагоги та філософи як Я. А. Коменський, Ж.-Ж. Руссо.
У нашій країні ідею навчання вперше висунув Л. С. Виготський.
За твердженням Л. С. Виготського, творчість - норма дитячого розвитку, схильність до творчості взагалі властива будь-якій дитині.
Внутрішня потреба творчої діяльностірозглядається психологами та педагогами як об'єктивна закономірність розвитку особистості.
Згідно з дослідженнями І. Я. Сухомлинського, навчання творчості – озброєння учнів умінням усвідомлювати проблему, намічену вчителем, а пізніше – формулювати її самим. Це розвиток здібностей висувати гіпотези та співвідносити їх з умовами завдання, здійснювати поетапну чи підсумкову перевірку розв'язання кількома способами; здібностей перенесення знань та дій у нестандартну ситуацію чи створення нового способу дій.
Теорія Рішення Винахідницьких Задач (далі: ТРВЗ) - педагогіка, як наукове та педагогічний напрям, сформувалося нашій країні наприкінці 80-х. В її основу була покладена теорія вирішення винахідницьких завдань (ТРВЗ) вітчизняної школи
Г.С. Альтшулер. ТРВЗ - це певна послідовність дій та різні методиосвітнього процесу, такі як мозковий штурм, синектика, морфологічний аналіз, метод фокальних об'єктівщо застосовуються з урахуванням активного мислення та виховання творчої особистості, для вирішення складних завдань у різних сферах діяльності.
Спочатку ТРВЗ, застосовувалася тільки для вирішення інженерно-технічних завдань, але давно вже перетворилася на універсальну технологію аналізу та вирішення проблем у різних галузях людської діяльності.
На уроках з використанням ТРВЗ знання, вміння та навички не транслюються від вчителя до дітей, а формуються внаслідок самостійної роботи з інформацією.
"Потрібно визнати: навчання, побудоване на засвоєнні конкретних фактів, зжило себе в принципі, бо факти швидко застарівають, а їх обсяг прагне нескінченності". Ці слова А. Гіна змусили мене шукати нових прийомів роботи.
Так я познайомилася з ТРВЗ - Технологією Рішення Винахідницьких Завдань.
На уроках з використанням ТРВЗ знання, уміння та навички не транслюються від вчителя до дітей, а формуються внаслідок самостійної роботи з інформацією.
На своїх уроках я використовую різні видитворчі завдання.
Творче завдання - це завдання:
- з нечітко заданими умовами;
- Що містить протиріччя;
- Припустима різні шляхирішення;
- має кілька відповідей.
Найцікавішими серед творчих завдань є винахідницькі та дослідницькі завдання.
Винахідницьке завдання - містить проблему, яку треба розв'язати, причому очевидні рішення у цих умовах непридатні. Перед вирішальним постає питання: «Як бути?»
Наприклад: ведмежата погано бачать і не відразу впізнають маму, яка повертається з полювання. Чекати, поки вона наблизиться – небезпечно, а раптом це чужий дорослий ведмідь. Адже він і образити може. Як бути ведмежам?
Дослідницьке завдання - включає якесь явище, яке необхідно пояснити, виявити причини або спрогнозувати результат. Перед вирішальним постає питання: «Чому? Як відбувається?
Наприклад: вирушаючи на полювання, ведмедиця залишає своїх ведмежат самих. А при її поверненні ведмежата поводяться дуже дивно: ледь побачивши маму, що наближається, вони залазять на тонкі деревця. Чому?
Вирішенню творчих завдань дітей треба вчити. Необхідно познайомити учнів із інструментарієм ТРВЗ: протиріччя, системний оператор, ідеальний кінцевий результат, ресурси, прийоми, алгоритм розв'язання тощо. буд. Бажано зробити це на факультативних заняттях. Якщо такої можливості немає, то на конкретних завданнях необхідно поступово під час уроків знайомити хлопців із «розумними інструментами» ТРВЗ. Можна, звичайно, вирішувати завдання методом спроб і помилок, але це малоефективно. Знання інструментарію ТРВЗ дозволяє вирішувати завдання усвідомлено та швидко.
Вирішують завдання учні у режимі мозкового штурму. Можна використовувати різні модифікації даної технології: "вільне плавання", "атака наосліп", "наочний штурм". Ця активна формароботи дозволяє розвивати творчий стиль мислення в дітей віком. Пошук відповідей викликає у дітей великий пізнавальний інтерес та позитивні емоції.
Завдання вирішую з учнями різних вікових груп. Цікаво, коли одне й те саме завдання вирішують учні старших класів та середньої ланки. Шляхи рішення та варіанти відповідей у них часто різні.
Застосовувати тризовські завдання можна різних етапах уроку, це від мети уроку.
Дуже подобається хлопцям самостійно вигадувати завдання для своїх однокласників. Тим більше що завдання можна зробити з будь-якого цікавого факту. Спочатку ми з хлопцями вчимося готувати маленькі повідомлення на тему «Чи знаєте Ви, що…», а потім перетворюємо ці повідомлення на завдання.
Текст. Земноводні поширені на всіх континентах, за винятком Антарктиди, причому, як правило, мешкають у безпосередній близькості до водойм або дуже вологих тропічних місцепроживання.
Завдання. Хоча амфібії живуть у різноманітних умовах середовища, їх поширення завжди пов'язане зі специфічними життєвими умовами – це тепло, наявність, значна вологість повітря. Чому жаби не зустрічаються у пустелях, а «прив'язані» до водойм? Підказка міститься в підручнику (Сонін Н.І., Захаров В. Б. Біологія. Різноманіття живих організмів. М.: Дрофа, 2000. С. 188, 190)
Текст. Цього лісового коваля, напевно, бачили всі, а якщо не бачили, то вже чули обов'язково. Стук дятла лунає мало не в будь-якому лісі. А коли стукає дятел - значить, дерева лікує... Стукає дятел, барабанить весь день, а як же голова? Невже не болить?
Завдання. Американські вчені зацікавилися, як йому вдається без шкоди здоров'ю все життя битися головою об дерево?
У розділі «Метали головних підгруп 1-3 груп Періодичної системи хімічних елементівД. І. Менделєєва» при вивченні теми: Алюміній пропоную вирішити задачу наступного змісту:
Якийсь майстер приніс римському імператору Тіберію (42 р. до н. е.) чашу з металу, що нагадує срібло. Подарунок коштував винахіднику життя: Тиберій наказав стратити його, а майстерню знищити, бо боявся, що новий метал знецінить срібло імператорської скарбниці.
Застосовувати цю технологію можна при роботі з обдарованими дітьми, з хлопцями, захопленими біологією і просто на уроках, щоб зробити їх цікавішими динамічними, пізнавальними.
В одній зі своїх робіт Ю. Г. Тамберг сказав: «Якщо людина вміє добре вирішувати завдання, значить, вона добре мислить».
Вчити мислити нестандартно, долати шаблонність розуму, керувати процесом мислення важко, але цікаво.
Вчитель, маючи в руках цікавий фактичний приклад, може сконструювати з нього творче завданнянеобхідної складності відповідно до цілей і завдань уроку. Джерело для конструювання завдань з хімії – книга Людмили Алікберової «Цікаві завдання з хімії». Ось кілька цікавих питань, які можна задати учням і на основі яких потім сконструювати творчі завдання дослідницького типу:
1. На дверях деяких хімічних лабораторій є напис: Водою не гасити! Чим можна гасити пожежу у таких лабораторіях?
2. Чому вже з другої-третьої дози героїну виникає залежність людини від цієї речовини?
З цих пізнавальних питань можна зза допомогою технології ТРВЗ сконструювати цілий рядтворчі завдання. Для конструювання дослідних завданьскористаємося наступним алгоритмом:
- Вихідний факт;
- Формулювання завдання;
- Виявлення протиріччя;
- Пошук ресурсів.
- Формулювання ідеального кінцевого результату.
приклад 1. Початковий факт: в Індії на площі стоїть колона, яка виготовлена близько 1500 років тому із заліза. Вже багато років вона не схильна до корозії, незважаючи на вологий і теплий клімат.
Як відомо, клімат в Індії теплий і вологий. На площі у дворі мечеті у Делі знаходяться знаменита залізна колона – одне із чудес світу. Чому ж залізна колона в Індії стоїть вже майже 16 століть, не руйнуючись? Як зуміли стародавні майстри створити хімічно чисте залізо, яке важко одержати навіть у сучасних електролітичних печах?
Виявимо протиріччяміж знанням того, що залізо здатне руйнуватися (іржавіти) та незнанням способів захисту від корозії.
Висунення гіпотез:
Якщо до складу заліза колони ввести антикорозійну речовину, то колона не іржавітиме;
Якщо колона абсолютно гладка, то волога не осідає на ній і не утворюється гальванічної пари, що сприяє руйнуванню;
Якщо у складі сплаву колони є речовини, які, реагуючи із залізом, водою та киснем, створили захисний шар.
Здійснимо пошук Ресурсівза допомогою додаткової літературита Інтернет.
Результат: колона містить несподівано багато фосфору, який, реагуючи із залізом, водою, киснем, створив свого роду захисний антикорозійний поверхневий шар.
Соціальна творчість неможлива без такого методу активізації творчого мисленняяк мозковий штурм. Метод мозкового штурму - це оперативний метод вирішення проблеми на основі стимулювання творчої активності, при якому учасникам обговорення пропонують висловлювати якнайбільшу кількість варіантів вирішення, у тому числі найфантастичніших. Потім з загальної кількостівисловлених ідей відбирають найбільш вдалі, які можна використовувати практично. Винахідником методу мозкового штурму вважається Алекс Осборн (США).
Мозковий штурм включає три обов'язкові етапи
- Постановка проблеми. Попередній етап. На початку цього етапу проблема має бути чітко сформульована. Відбувається відбір учасників штурму, визначення ведучого та розподіл інших ролей учасників залежно від поставленої проблеми та обраного способу проведення штурму.
- генерація ідей. Основний етап, від якого залежить успіх всього мозкового штурму. Тому дуже важливо дотримуватись правил для цього етапу:
- головне – кількість ідей, не робіть жодних обмежень;
- Повна заборона на критику і будь-яку оцінку ідей, що висловлюються, оскільки оцінка відволікає від основного завдання і збиває творчий настрій;
- незвичайні ідеї вітаються;
- комбінуйте та покращуйте будь-які ідеї.
- Угруповання, відбір та оцінка ідей. Цей етап дозволяє виділити найцінніші ідеї та дати остаточний результат мозкового штурму. На цьому етапі на відміну від другого оцінка не обмежується, а навпаки, вітається. Методи аналізу та оцінки ідей можуть бути дуже різними. Успішність цього етапу безпосередньо залежить від того, наскільки «однаковим» учасники розуміють критерії відбору та оцінки ідей.
Приклад 2. Постановка проблеми: Раніше фрукти укладали в ящики та коробки вручну, а тепер це робить машина. Конвеєр подає пусту коробку на стіл. Фрукти скочуються по лотку. Електромотор змушує стіл вібрувати, щоб фрукти укладалися щільніше. Прекрасна машина, але ... Є в неї недолік: падаючи в коробку, фрукти, ударяються один про одного і від цього псуються.
Генерація ідей:
- Можна опустити лоток, яким скочуються фрукти, прямо до дна коробки.
- Можна укладати різні фрукти за м'якістю. Наприклад, апельсини та персики.
- Між фруктами має бути щось м'яке.
- Між фруктами можна класти м'які кульки, вони пом'якшуватимуть удари.
- А як бути з кульками, коли коробка наповниться? Чи не перекладати їх вручну?
- У кульки вставляти магніти!
Добір ідей. При укладанні фруктів слід використовувати принцип «посередника». Це буде м'яка кулька. У них вбудовувати магніт, а коли коробка з фруктами та кульками наповниться, включають електромагніт, що знаходиться над коробкою, кульки «вистрибують» із коробки
Далі слід проаналізувати рішення, тобто. виписати до таблиці ті відомості шкільних предметів, які стали в нагоді для вирішення, а потім в іншу таблицю виписати всі винахідницькі прийоми, що використовуються для вирішення цих завдань.
Проаналізувати появу нових для дітей прийомів «принципу дроблення» та «принципу посередника».
Таблиця 1
Таблиця 2
|
Винахідницькі прийоми |
||
|
Формулювання у вирішенні задачі, що включає використання прийому |
Назва прийому в ТРВЗ |
Його суть (формулювання в ТРВЗ) |
|
«Укладання фруктів» (…між двома плодами, що зіштовхуються, повинна знаходитися третя речовина, схожа на плід) |
Принцип однорідності |
Об'єкти, що взаємодіють з цим об'єктом, повинні бути зроблені з того ж матеріалу (або близького йому властивостям) |
|
«Укладання фруктів» (…в кульку вбудовують магнітну пластинку. Над коробкою поміщають електромагніт. Коли коробка наповниться, включають електромгніт, і кульки «вистрибують» із коробки |
Заміна механічної схеми |
а) замінити механічну схему оптичної, акустичної і т.д.4 Б) використовуватиме взаємодії з об'єктами поля; В) використовувати поля у поєднанні з феромагнітними частинками |
|
«Укладання фруктів» (…між двома плодами, що зіштовхуються, має бути третя речовина, схожа на плід. Кинемо в коробку десятка дві кульки, наприклад, з поліуритану, вони пом'якшуватимуть удари) |
Принцип «посередника» |
А) використовувати проміжний об'єкт, який переносить або передає дію; Б) на якийсь час приєднати до об'єкта інший (легко видалений) об'єкт |
Застосовуючи ТРВЗ технологію під час проведення уроків отримую підвищення мотивації навчання, розвиток нестандартного мисленняучнів, соціалізацію особистості.
- Як стати генієм: життєва стратегія творчої особистості. - Мінськ: Білорусь, 1994.
- Березіна В. Г., Вікентьев І. Л., Модестов С. Ю. Дитинство творчої особистості: Зустріч із дивом. Наставники. Гідна мета. - СПб.: Вид-во Буковського, 1995.
- Бухвалов В. А., Мурашковський Ю. С. Винаходимо черепаху: як застосовувати ТРВЗ в шкільному курсібіології: кн. для вчителів та учнів. - Рига, 1993.
- Князєва М. Ф. Організація дослідницької діяльностіучнів під час уроків хімії та у позаурочний час як умова розвитку їхньої креативності.
- Чечевицына М. Б. Хімія як інструмент творчості теорії вирішення винахідницьких завдань // Сучасний урок. – 2009. – № 3. – С. 26.
- Зіновкіна М. М., Утьомов В. В. Структура креативного уроку з розвитку творчої особистості учнів у педагогічній системіНФТМ-ТРВЗ // Соціально-антропологічні проблеми інформаційного суспільства. Випуск 1. – Концепт. – 2013. – ART 64054. – URL: http://e-koncept.ru/teleconf/64054.html
- Утьомов В. В., Зіновкіна М. М., Горєв П. М. Педагогіка креативності: Прикладний курс наукової творчості: навчальний посібник. – Кіров: АНОО «Міжрегіональний ЦІТО», 2013. – 212 с.
- Утьомов В. В., Зіновкіна М. М. Структура креативного уроку з розвитку творчої особистості учнів у педагогічній системі НФТМ-ТРВЗ // Концепт. – 2013. – Сучасні наукові дослідження. Випуск 1. – ART 53572. – URL: http://e-koncept.ru/2013/53572.htm
М.А. Фурцева
МБОУ ЗОШ № 47, учитель хімії
Сучасні підприємства, установи, фірми шукають роботи творчих людей, здатних давати нестандартні розв'язання різноманітних проблем, вміють вирішувати творчі завдання. Тому перед сучасною школою, в рамках «Концепції модернізації російської освіти», сформульовано основну мету загальноосвітньої школи – формувати цілісну систему універсальних знань та умінь, досвід самостійної діяльності та особистої відповідальності учнів… при цьому важливо забезпечити право кожного школяра на індивідуальний розвиток, який не суперечить його природним можливостям, схильностям, інтересам та створити гарні умови для навчання, розвитку, здоров'я учня з різними можливостями .
Для вирішення поставленої задачі на своїх уроках використовую елементи адаптивної системи навчання та метод ТРВЗ (теорія вирішення винахідницьких завдань, автор Г.С. Альтшуллер). Розглянемо ці. Структура креативного уроку відрізняється від традиційного і включає наступні блоки :
Мотивація
Змістовна частина
Головоломка
Рефлексія
Людина отримує задоволення від будь-якої дії, якщо виконує її по власним бажанням. У цій частині уроку він зустрічається з чимось те, що вражає його уяву і будить цікавість. Для цього можна використовувати методи ТРВЗ: загадка у два кроки
Відповідь загадки (алюміній)
На що схожий?
Чим відрізняється?
натрій
Не покритий оксидною плівкою, активний
магній
При кімнатній температурі взаємодіє з киснем
Метал, 3 період
Білий, сріблястий метал, але не натрій, горить сліпучим полум'ям, але не магній, елемент 3 групи, але не бор взаємодіє з лугами, але не кислота. Подібне завдання можна давати на початку уроку, для визначення теми уроку, або як домашнє завдання,
Що ви знаєте про фразеологізм?
План-конспект заняття з математики (підготовча група) на тему
Повідомлення про планету сатурн