М.А. Фурцева

МБОУ СОШ № 47, учитель химии

Современные предприятия, учреждения, фирмы ищут для работы творческих людей, способных давать нестандартные решения различных проблем, умеющих решать творческие задачи. Поэтому перед современной школой, в рамках «Концепции модернизации российского образования» , сформулирована основная цель общеобразовательной школы – формировать целостную систему универсальных знаний и умений, опыт самостоятельной деятельности и личной ответственности обучающихся… при этом, важно обеспечить право каждого школьника на индивидуальное развитие, которое не противоречит его природным возможностям, склонностям, интересам и создать хорошие условия для обучения, развития, здоровья ученика с разными возможностями .

Для решения поставленной задачи на своих уроках использую элементы адаптивной системы обучения и метод ТРИЗ (теория решения изобретательских задач, автор Г.С. Альтшуллер). Рассмотрим эти . Структура креативного урока отличается от традиционного и включает в себя следующие блоки :

1. 
   Мотивация
2. 
   Содержательная часть
3. 
   Головоломка
4. 
   Рефлексия

У всех педагогов одна цель - учить , развивать, воспитывать. Но мы часто сталкиваемся, что желание научиться у детей нет . Возникает вопрос, как же преодолеть данное противоречие. Давайте обратимся к психологии человека. Ребенок рождается исследователем. Богоявленская Д.Б. на основании экспериментальных данных сделала вывод о том, что становление творческих способностей не идет линейно , а имеет в своем развитии два пика : наиболее яркий всплеск их проявления отмечается к 3 классу (возраст 10 лет), а второй приходится на юношеский возраст. Именно в 14-15 лет (8 класс) учащиеся впервые начинают изучение химии, поэтому правильно организованная деятельность учащихся на уроке химии и во внеурочное время будет способствовать развитию креативности в этом возрасте.

Человек, получает удовольствие от любого действия, если выполняет его по собственному желанию. В этой части урока он встречается с чем то, что поражает его воображение и будит любопытство. Для этого можно использовать методы ТРИЗ: загадка в два шага

Ответ загадки (алюминий)

На что похож?

Чем отличается?

натрий

Не покрыт оксидной пленкой, активный

магний

При комнатной температуре взаимодействует с кислородом
Металл, 3 период

Белый, серебристый металл, но не натрий, горит ослепительным пламенем, но не магний, элемент 3 группы, но не бор, взаимодействует с щелочами, но не кислота. Подобное задание можно давать в начале урока , для определения темы урока, либо как домашнее задание, в

КОНСПЕКТ ЗАНЯТИЙ ТРИЗ-семинара “ ТРИЗ и химия” (2007 год)

1. Обзорная лекция «ТРИЗ в ХХ1-м веке в России и мире» 2 часа

1946 – инженер-механик и работник патентного отдела Генрих Альтшуллер начал искать методику решения изобретательских задач путём изучения патентного фонда; (ещё в школе он получил а.с. на дыхательный прибор водолаза с Н 2 О 2 , делал ракетный катер с Н 2 О 2), через 3 года он установил, что отличительный признак хорошего патента – разрешение технического противоречия (одно из первых решений по новой методике – прибор следности для бесследной торпеды: прибор д.б. маленьким, но давать след, заметный и ночью, и днём – он предложил реакцию фосфида кальция с забортной водой, подаваемой капельницей; из капли воды образуется в тысячу раз больший объём газа - смеси фосфина с полифосфинами, последние на воздухе поджигают фосфин: пламя хорошо видно ночью, а дым-«туман», образуемый оксидом фосфора, виден днём; такой прибор был быстро изготовлен и засекречен от автора предложения, не имевшего допуска.). 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 }(дым)

Вместе с коллегой они написали открытое письмо И. Сталину о недостатках развития изобретательства в СССР и предлагаемой методике, которое в НКВД было оценено как очернение советской власти приговором на 25 лет лагеря в Воркуте. Он с соавтором ранее приняли участие в конкурсе по разработке костюма газоспасателя (в частности, дыхательный прибор с жидким кислородом, пар которого при этом охлаждает костюм – по принципу объединения ) – их 3 предложения по конкурсу заняли три первых места среди тысячи участников изобретателей. Это решение они узнали в лагере. Через 5 лет Г. Альтшуллера выпустили «за отсутствием состава преступления», но после лагеря никто не брал на работу – он под именем Г. Альтова стал печататься как писатель-фантаст. И все годы продолжал работать над методикой изобретательства. В 1956 напечатал статью О психологии изобретательства и роли противоречий.

1961 – в Тамбове напечатали его первую книгу «Как научиться изобретать», в 1964 – в Воронеже вышла вторая книга «Основы изобретательства», я читал в те годы статьи в журналах ИиР и Знание-сила Г. Альтшуллера и Р. Бахтамова (Р. Шапиро). Помню, я выписал тогда из Воронежа 10 экземпляров книги и распространил в ЦЗЛ. От общества Знание читал лекцию Наука изобретать. Я полагал тогда, что если я знаю полезное дело - надо о нём рассказать другим .

1968 в изд-ве Моск. рабочий вышла книга «Алгоритм изобретения», в 1971 – в Баку начал работать первый двухлетний институт подготовки изобретателей. В 1972 г. в Дубне проведен отделом изобретательства МСМ семинар Г. Альтшуллера для работников предприятий, на который меня послало руководство п/о Маяк. Потом в ЦЗЛ я провёл семинар, который окончили 5 человек, а двое вскоре стали изобретателями и один стал преподавателем ТРИЗ, когда я уехал в Чебоксары, а один выпускник семинара по правилу диалектики стал его «врагом». Сейчас знаток ТРИЗ живёт в Озёрске и невостребован руководством.

В 1979 Сов.радио напечатало «Творчество как точная наука» - основную книгу про ТРИЗ, которая ныне переведена на много языков мира, а в 2004 и 2006 переиздана в Петрозаводске официальным Фондом Г. Альтшуллера. В 80-е годы начались систематические семинары по ТРИЗ в Петрозаводске; там и в Кишиневе изданы более 10 книг про ТРИЗ, в СССР работало до 100 школ молодых изобретателей и народных университетов – сейчас остался 1 в СПетербурге МУНТТР, готовит кадры для фирмы Алгоритм, дочьки Pragmatic Vision (Boston, US), есть также Московская школа ТРИЗ (А. Кудрявцев и В. Буьенцов).

В 70-80-е годы в Минске стала работать НИЛИМ, разрабатывающая проект Изобретающая Машина и в 1989 выпустила программы ИМ-1.3 (сетевую) и ИМ-1.5 (объединённый комплекс трёх ТРИЗ-методик); одновременно она начала разрабатывать английскую версию программы интеллектуальной поддержки на основе ТРИЗ, в 1991 заработала в Бостоне созданная ими фирма ИМКорп, выпускающая версии ИМ – ТехноОптимайзерПрофи (ТОП) на СД- и ДВД-дисках (за последнюю версию запросили 17 тысяч дол. США), но как правило, по штучно ТОП не продают, а корпоративными пакетами по 1000-1500 экз. дисков и при условии обучения работников фирм-покупателей – крупнейших более 500 мировых ТНК США, ЮКореи и др. Итак, сегодня полмиллиона инженеров за рубежом РФ работают с программой ТОП, основанной на ТРИЗ, к тому же там есть 3 средние фирмы на 50-200 знатоков ТРИЗ, которые помогают заказчикам решать их задачи развития и прогноза производства на основе ЗРТС, есть также сотни мелких фирм ТРИЗ-консультантов как из бывших изобретателей из СССР, так и из американцев, прослушавших курс ТРИЗ 1 день. Имеется пакет TOP-2.5 (1997) на двух СД-дисках (с в/ф).

На встрече в Петрозаводске в 1989 было решено создать Ассоциацию ТРИЗ, которая ныне стала международной: в неё входят 20 ОО ТРИЗ из РФ (например, Карелии, СПетербурга, Красноярска, Москвы, Чебоксар и др.), несколько объединений Белоруссии, Украины, США, ЕвроТРИЗ, Франции, создаются объединения в Перу, Италии, Испании, ЮКорее, Китае и др. Проводятся ТРИЗ конференции и съезды МАТРИЗ раз в 2 года в РФ; конференции в АИТРИЗ в США и в ЕвроТРИЗ ежегодно. В 2006 в Мексике стали проводить ТРИЗ конференции на испанском языке. За рубежом развиваются как применения элементарных основ ТРИЗ инженерами фирм, так и глубоких знаний основ ТРИЗ-специалистами из бывшего Союза ССР. Так, ЛЖ и Самсунг привлекают по контракту специалистов ТРИЗ на 1-3 года. В США на основе ТРИЗ решают проблемы для корпораций такие фирмы, как ИнвешнМашинКорпорейшн (IMCorp., Boston), ИдеайшнИнтернейшнлИнкорп (III, Detroit), Pragmatic Vision (Boston) и около 100 мелких фирм ТРИЗ-консультантов, много ТРИЗ-специалистов работают в других странах: ФРГ, Франции, Австрии и др. В частности, ТРИЗ-спецы помогают фирмам, работающим над новыми видами топлив для ДВС (этанол, био-топливо, водород и др.).

В РФ продолжаются разработки ТРИЗ педагогики для детсадов, школ и вузов – в МГИУ есть МНЦНКО, в Интеко (Москва) и Норд Сервис (Иркутск) работают группы ТРИЗ-профи по применениям ТРИЗ на практике и по развитию ТРИЗ-педагогики, Центры детского творчества работают с детьми на основе ТРИЗ в Санкт-Петербурге, Петрозаводске, Сосновом Бору, Ульяновске, Норильске, Новосибирске, Челябинске, Ангарске, Красноярске и др. местах РФ, в Минске и Гомеле РБ, Одессе, Днепропетровске Украины.

За 30 лет в Чувашском ГУ собрано в библиотеке 500 экз. 25 наименований книг про ТРИЗ для студентов (изданий 1968 – 2005), 1000 экз. напечатанных в ЧувГУ 11 учебных пособий (1976 – 2005), собрано для базы данных по применениям химии в ТРИЗ около 17 тысяч патентов при участии 1000 студентов, фрагмент 1550 рефератов выставлен в ru/ (включающий также 400 реф. с 17-го Менделеевского съезда (Казань, 2003) и 300 реф. с 18 Менделеевского съезда, посвященного нано-технологиям). Собраны на СД-диске более 80 учебных пособий про ТРИЗ (ЧувГУ, ТолГУ, СПбМУНТТР и др.) и материалы по ТРИЗ и химии, на ДВД-дисках 9 видеофильмов про ТРИЗ.

Ищу желающих сотрудничать по вопросам классификации около 10000 патентов, основанных на применениях химии и в проблемах экологии (охраны окружающей среды).

2. Современные методы решения задач. 6 час.

Примеры применения ТРИЗ в творческих решениях на п/о Маяк (в 70-е годы): осаждение гидроксидов металлов из керосиновых растворов их комплексов (на основе принципа однородности ), электроосаждение металлов из растворов в керосине (2 а.с. В. Михайлова и др.: 75785, 1973; 79860, 1974 – на основе принципа объединения ); очистка подошв цеховой обуви (ресурс энергии), ремонт светокопировальной машины (принцип однородности ), автоматический пробоотборник стоков (а.с. 559 151, 1977; А.Н. Орлов – ресурс энергии), центровка блоков в трубе (А.Г. Моков), передача давлением горячего вредного раствора (А. Закиров, 1973 – ресурс надсистемы), загрязняющего парами воздух. В п/о Уралгалоген: получение бромида алюминия (В. Фомин, ас 316654, 1970; 387932, 1973 – по принципам дробления, посредника и объединения ).

Один из 40 приёмов разрешения технических противоречий в задачах - принцип местного качества применён во многих изобретениях, как-то: химическая металлизация – ускорение нагревом горячей деталью реакции NiSO 4 + NaH 2 PO 2 =(t)=> Ni(h) + NaH 2 PO 4

В потоке холодного раствора – (а.с. 186246); получение PtF 6 – (пат. РФ 1419069), MoF 5 – (пат. РФ 1760642, 1999) действием холодного газа фтора на горячие металлы; реактива-посредника (синтез пентафторхлора из трифторхлора, фторида цезия и фтора – (пат. СССР 290530, 1970)

CsF + ClF 3 =(100 o C)=> CsClF 4 ; CsClF 4 + F 2 =(100 o C)=> CsF + ClF 5 ,

Синтез бромида Al (Al + SnBr 4 =(t)=> AlBr 3 + Sn(melt), В. Фомин) ; квантовая активизация (прямой синтез BrF 5 в поле тлеющего разряда – а.с. 380583, 1973), гидрооксиды на полимерах (или сульфиды) для улучшения очистки вод – (в а.с. 231399, 247867, 1973; 412150, 412151, 1974; пат.ФРГ 1045546; а.с. 498261, 1976) – уменьшение вторичного загрязнения очищенных вод:

Fe 3+ + (HO)mR => Fe 2+ O(HO)R =(+NaOH/NaHS)=> (HO)2FeO(HO)R / SFeO(HO)R ;

молекулярное дозирование реагентов для повышения качества и чистоты продуктов реакций синтезов (SiC из промежуточного продукта CH 3 SiHCl 2 - а.с. 327779, 1973; 2-amino-5-nitrotiazol из промежуточного нитрата амино-тиазола в среде серной кислоты - a.c. 498301, 1976) и др.,

Эмульгирование молока (противоречие: труба с молоком должна быть длинная и короткая, причём контакт молока с воздухом должен быть исключен – разрешено разделением во времени и пространстве), очистка помидоров – трудности такой очистки разрешены с помощью физэффекта (макнуть помидоры в желатиновый раствор коллоида-ферромагнетика, подсушить паром, пропустить через магнит, который снимет оболочку с помощью ферромагнетика, магнит почистить скребком), полимерная лента (плохо сушится в воздушной сушилке – сушить расплавом по принципу изменения агрегатного состояния ; полужидкий полимер при затвердевании горизонтальной ленты успевает перетечь на нижнюю сторону - выдерживать до затвердевания вертикально – на основе принципа перехода в другое измерение ) (Интеко, 2006).

3. Методы творческого поиска, основанные на ТРИЗ : 16 час.

А) Система 40 приёмов разрешения технических противоречий (ТП ) и таблица ГС Альтшуллера (основное средство поиска решений в западных странах, фирмах и университетах [Алгоритм изобретения – М.: 1973; 40 Principles TRIZ Keys – Worcester, MA, 1997]) – подборки примеров в техрешениях по экологии и охране ОС – [В. Михайлов Вестник ТО РЭА – Казань, 2005, 3, с.19-20; 2006, 3, с.17-18]) и др.);

Б) комбинации приёмов разрешения технических противоречий с использованием физических, химических и геометрических эффектов при решениях задач – система 76 стандартов решения изобретательских задач [Г. Альтшуллер //сб. Нить в лабиринте – 1988, с.165-230] – с учётом законов развития техники (ЗРТС);

В) указатели эффектов : использования 500 физических эффектов [сб. Дерзкие формулы творчества – 1987, с.83-172] и 10 геометрических эффектов [сб. Правила игры без правил – 1989, с.71-176]; 100 видов химических эффектов, используемых в патентах (1960 – 2006 гг.) – в БД программ ИМ-1.5 (1989) и ТО-2.5 (1997) / 3.5 (2006), а также в сайте: ru/;

Г) ГС Альтшуллер нам завещал алгоритм изобретения АРИЗ-85в для решения сложных, нестандартных задач [Найти идею - 1986, 1991 и 2003, с.186-206; 2007, c.237-274; сб. Правила игры без правил – 1989, с.11-50 и др.], использующий все средства ТРИЗ: 10 законов РТС (структура и полнота частей ТС, энергопроводимость в ТС, согласование-рассогласование действий элементов ТС; развитие ТС в сторону идеальности ТР - путём оптимизации применений ресурсов, неоднородность развития частей ТС и возникновение технических противоречий (ТП), выявление физических причин противоречий как ФП (макро- и микро- ФП); переход ТС от развития в С к изменениям в НС; изменения в ТС путём изменений на микро-уровне – путём изменений и применений физических и/или химических эффектов; увеличение степени «вепольности» ТС [сб. ДФТ – 1987, с.67-74; Нить в лабиринте-1988, с.95-163 и др.].

Примеры применений АРИЗ-85в: молниеотвод для антенны радиотелескопа (противоречие: антенна нужна и вредна); задача о перевозке жидкого шлака (МИ Шарапов, ММК. А.с. 400621 – крышка нужна и вредна); макет в водяном потоке (ЮТ-1981, 11, с.12) – для длительных наблюдений надо много краски, чтобы не искажать наблюдения надо мало краски наносить на макет; электроосаждение Ме(ОН)n из керосина – по принципу объединения (РУЗпоТРИЗ-1992, с.56-58) для упрощения схемы выделения гидрооксида:

{Me(TBPh)n}(sint) + HCl/NH 4 Cl + K - (katod) =(Pel)=> {Me(OH)n}(oc)/Katod + H 2 ,

Автоматический пробоотборник – использование ресурса энергии (РУЗ по ТРИЗ-1992, с.51-54) для разрешения ТП: дырка пробоотборника д.б. малой (чтобы отбирать заданную аликвоту) и большой (чтобы не забивалась осадками); получение окисла этилена – по принципу динамичности, чтобы разрешить противоречие: при большой скорости подачи реагентов происходит перегрев системы: 2 C 2 H 4 + O 2 =(kataliz)=> C 2 H 4 O + Q(superthermal kataliz);

Передача горячего раствора – использование ресурса надсистемы (с.82-83) – вытеснение вместо воздуха давлением водяного пара.

Д) Программы интеллектуальной поддержки при поиске решений, включающие базы данных и примеры патентов к каждому ТРИЗ-средству: ИМ-15: ИМп - приёмы, ИМс – стандарты (как комбинации приёмов и эффектов), ИМэ – (физ-, хим-, геометрические эффекты), ИМ-фса – функционально-стоимостный анализ (НИЛИМ), ТехноОптимайзерПрофессионал: ИМ-15 + ИМ-учитель (ИМКорп., Бостон); машина открытий МО-24 (СПбрг, В. Митрофанов); метод Исикава и В. Сибирякова и оценки причин нежелательных эффектов в ситуации (Комсомольск-на-Амуре ГТУ, Новосибирск Диол). База данных по использованию физ-, химэффектов в ИМ-1.5 (30 хим-эффектов и 300 патентов), IM-Phenomenon, TOP-2.5 (60 химэффектов и 175 химпатентов).

Е) прогнозирование развития технических систем (линия жизни ТС, 8 Законов РТС, линии дробления, динамичности, управляемости; активации реакций); прогнозы возможных аварийных ситуаций и способов их предупреждения (“диверсионная” методика Б. Злотина - ныне в США; а также вместо как объяснить – “как сделать”); объединение альтернативных систем (С. Литвин (США), В. Герасимов) и наилучших свойств таких систем (А. Пиняев, в США).

Линия развития активизации химических реакций: нагрев и принцип местного качества (температуры), принцип посредника, активации при низких температурах электрическим полем или УФ-светом, катализ, резонансная активация реагентов (в том числе ферментативный катализ).

Ж) Функционально -стоимостный анализ (Л. Майлз, Ю.Соболев; Н. Моисеева; С. Литвин и В. Герасимов), диаграмма Иссикавы-Сибирякова – как средства и способы выявления задач и проблем, требующих разрешения; алгоритм выбора задачи из изобретательской ситуации (Г.И. Иванова) – прежде чем решать технзадачу надо точно выявить источник, место её возникновения.

З) О поиске решений научных задач (объяснения эффекта Рассела – действие на фотопластинку полированной поверхности кремния; и перенапряжения при выделениях водорода на катодах из разных материалов В.В. Митрофановым, СПбг); замена объяснения явления на поиск ответа на вопрос: «как это сделать?».

И) КРАТКИЙ ПЕРЕЧЕНЬ ВИДОВ ХИМИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ:

Поисковый код Содержание вида ХЭ (Составлен ВА Михайловым, 2005; 110 видов, 1200 патентов)

1-5 – Окисление – восстановление (далее кратко описаны-названы 13 эффектов):

C01oO - усиление окисления кислородом: увеличение содержания О 2 и его активация;

O 2 (20%) => O 2 (50%) => O 2 (100%) => (P>1, t>100C) =(Epole/hvUV)=> O 2 * =(+E)=> O.

C01oz – озоном: увеличение ; c01og – галогенами и их соединениями;

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 – растворами окислителей и c01ok - твердыми окислителями;

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 – ослабление окисления (т.е. действием CO 2 , H 2 O, NH 3 удаление С в среде СхНу);

C03no - применение нейтральных сред (жидкими водой и др., CO 2 , N 2 , Ar, Ne, He, Vakuum);

C04rd - применения восстановителей (anti-oxidation: Н 2 , H 2 S, NaH 2 PO 2 , Ме-ми, 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 - переход к электрохимии и переменный ток: c05eo – (анодное окисление) ;

2 H 2 O – 4 e- =(Anode)=> 2 O. + 4 H + ; CxHyNwOz + O. => CO 2 + H 2 O + N 2 /NO

C05er – (катодное восстановление) ; c05es, c64ei – (электрохимические источники тока) ;

Me n+ + ne- =(Katode)=> Me; or {2 H 2 O + 2e- =(K-)=> H 2 + 2 OH-; Me n+ + n OH- => Me(OH)n}

C05em – электрохимия в расплавах солей и их эвтектик;

6-11 – Обменные взаимодействия: (перечислены 8 видов)

C06ob – обмен (группами, радикалами, ионами) и конверсия 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 - комплексообразование; c07cx– образование хелатов, циклических комплексов;

MAn + x HA HxMA(n+x); M n+ + x(-A-B-) M(-A-B-)x; ;

C08s - сорбция; c08si – ионообменная сорбция;

(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 - сорбционное концентрирование; c10so - сорбция на осадках;

Al(OH) 3 (prec) + Me n+ + H 2 O => Al(OH) 3 .Me(OH)n(prec)

C11hp – сорбция на гидрооксидах, закрепленных на полимерах (R);

R-(OH) + Fe 3+ + 2 NaOH => ROFe(OH) 2 ; + Me n+ + H 2 O => ROFe(OH) 2 /Me(OH)n

12-16 – Растворы (приведены 8 видов)

C12ff - применения пены на основе поверхностно-активных веществ (ПАВ);

C13sl - растворение в жидкости; c13sr– растворение в расплаве; c14sp– и в сжатом газе;

C15cc - коагуляция коллоидов; c15ce – коагуляция эмульсий;

C16sg - золь-гель превращения; c16gl – применение гель систем;

17-39 – Синтезы и/или распад (перечислены 24 вида эффекта)

C17s – синтезы; c18sg – СВС - самораспространяющийся высокотемпературный синтез;

A + n B => ABn + x CD; Th(hard) + B(h) =(init-t, CBC)=> ThB + Q

C19tl - термо-распад; c20fl - фото-распад; c20fs – фото-синтез, bio-kataliz;

AB =(t)=> A + B ; 2 AgCl + hv => 2 Ag + Cl 2 ; CO 2 + H 2 O + hv =(bk)=> C 6 H 12 O 6

C21sz - синэргизм; c22or - методы возникающих реагентов (гидролиз или окисление);

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 дозирования;

{SiCl 4 + CH 4 } =(t1)=> CH 3 SiCl 3 =(t2>t1)=> SiC (hard) + HCl(gas)

C24gc - газотранспортные реакции (твердое, пар/газ, снова твердое вещество);

2 NiO + 12 CO =(t1)=> {Ni 2 (CO) 10 }(gas) =(t2>t1)=> Ni(hard) + CO(gas)

C25pm – олигомеры (средняя степень полимеризации) и полимеры (высокая степень);

CxHy(gas/liq) =(kt, t)=> (CxHy)m(liq) =(kt2, t2)=> (CxHy)n (n>>m, hard)

C26et – электреты (полимеры с фиксированным электрическим зарядом);

C27ep - электропроводные полимеры (композиты и бром-полиены: {-CBr=CBr-}n);

C28ic - промежуточные соединения; c29uc - малоустойчивые соединения;

C30ve – объединения разных эффектов (физ-ких и химических): например, электролиз + хинон;

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 ;

(получение плотного осадка Cu при высокой плотности тока – без пузырьков H 2);

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 - однородные реагенты; c32hs – однородные сорбенты;

SiO 2 + SiH 4 =(t)=> 2 Si + H 2 O: сорбция нефти из воды на порошке каменного. угля

C33sh – гидриды и растворы водорода в металлах или полимерах;

N 2 + H 2 + Pd (/Ti+Mg) =(P1)=> N 2 (gas) + H 2 (solv. Pd/Ti+Mg) =(P2
H 2 + Pd (/Ti+Mg)

C34kh– кристаллогидраты солей (образование и/или распад до раствора или пара воды);

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 – газогидраты (образование при низкой температуре и/или высоком давлении);

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 - мономолекулярный слой (жидкого масла на воде и т.п.); c37ms – изомеры молекул;

C38cp – композиты (смеси измельченных веществ); c39rp - реагенты-посредники;

Стеклопластик, железобетон; Sn + Br 2 => SnBr 4 (gas) =(+ Al)=> AlBr 3 (gas) + Sn

(увеличение прочности, малая масса) (уменьшение теплоты конечной реакции)

40-51 – Экологический мониторинг (описаны 12 видов)

C40em - экологический мониторинг; c41dc – анализ загрязнения по компоненту,

(анализ многих примесей) (определение сброса по метке)

C42ad – анализ загрязнения по осадку; c43ap - по продуктам сгорания;

(в осадке обогащение примеси) (характеризующим исходные вещества)

C44ia - иммуно-химический анализ; c45be – биохимические методы анализа;

C46bt – биотестирование загрязнений (примесей); c47mb - микроволновое облучение;

(оценка влияния суммы примесей) (нагрев объекта исследования)

C48la – люминесцентный анализ (измерение свечения при или после УФ-облучения);

(понижение предела обнаружения, повышение чувствительности анализа)

C49hr – гидрохимия и резонанс потока; c50ae - акустическое излучение и действие;

C51db - использование баз данных (для оценок результатов физико-химических измерений);

52-65 – Технологические особенности (приведены 15 эффектов)

C52dp – динамичность (противоток, псевдоожижжение или летящий катализатор);

(усиление эффективности гетерогенного химического взаимодействия)

C53kz – затравка-кристалл; c54kc - применение критических условий;

(ускорение осаждения) (повышение эффекта реакции или раствора)

C55qa - квантовая активация реагентов; c56ss - спектры при низкой температуре;

(минимизация затрат энергии) (повышение чувствительности)

C57kt - катализаторы; c57bk – биокатализ, ферменты;

(ускорение реакции, (биологический катализ характеризуется

Понижение температуры) высокой селективностью и низкой температурой)

C58e – взрывчатые вещества; c59gs - газообразование;

(концентрирование энергии) (увеличение объема и/или давления)

C60hm – твердеющее вещество; c61km – клеющее вещество;

C62es - электролит-раствор; c63eh - твердый электролит;

(ионный проводник электротока) (передача заряда по цепной молекуле)

C64ei - источник тока; c65cl - хемилюминесценция;

(аккумуляторы и батареи ХИТ) (излучение света при холодной реакции)

66-75 – Выделение и/или поглощение ЭНЕРГИИ (перечислены 10 видов)

C66ez – экзотермическое вещество; c67ed – эндотермическое вещество;

(концентратор тепловой энергии) (поглотитель тепловой энергии)

C68hf – гидрофильность; c69hb - гидрофобность;

(хорошее смачивание тела водой) (несмачивание тела водой)

C70ad - ассоциация-диссоциация (обратимое превращение вещества);

(уменьшение-увеличение объема газовой смеси, тепловой эффект реакции)

C71ap - противопожарная добавка (уменьшение пожароопасности);

C72mc - механохимическая активация (включая ультратонкое измельчение реагента);

(увеличение эффективности реакций, активная поверхность металла без воздуха)

C73ak - действие звука и ультра-звука; c74sr - сопряженные реакции (возможно, синэргизм);

C75hr – спекание (твердофазная реакция, высокотемпературный синтез);

76-81 – Гетерогенные процессы (описаны 6 эффектов)

C76sv - растворимость и осаждение из жидкости; c77wp - водорастворимый полимер;

(получение малорастворимого соединения) (за счет гидрофильных групп-радикалов)

C78su - образование суспензии, эмульсии; c79pa - применения поверхностно-активных веществ;

(мельчайшие частицы твердые, жидкие) (сочетание гидрофильности и гидрофобности)

C80me - мицеллярная экстракция (разделение веществ с участием ПАВ, образующих пену);

C81le - жидкостная экстракция (разделение органических и неорганических веществ);

(извлечение соединений из водной фазы за счет образования комплексов, растворимых в

В мало- или неполярных органических растворителях).

82 - 86 – Экологические проблемы (решения подразделены на 10 видов)

C82mw - уменьшение, ликвидация отходов; c83wm - применение отхода как сырья;

(улучшением технологии основного (переработка ранее накопленных отходов

Процесса, изменение реагентов) в результате старых технологий)

C84ww - очистка сточных вод; c85gw - очистка сбросных газов;

(реагентами и электрохимией) (поглощение и получение ценных продуктов)

C86br - биорегуляция; 87 – 92 – Дополнения (

C87ks- защита от коррозии (водой и газом); c88mz – образование макроциклов (катенаны, фуллеренов и пр.); c89sp – спектрофотометрия (образование окрашенных комплексов и соединений); c90es – электросенсор (измерение электрических параметров в зависимости от массы); c91ps – пьезосенсор (измерения массы сорбатива); c92mm - мембрана для молекул.

Предложена база данных по использованию более 100 разновидностей химических эффектов. выявленных в решениях творческих задач в 1200 патентах и творческих решениях по химии и экологии . Дальнейшее развитие и расширение БД патентов в химии и экологии приведет к расширению предложенного ныне перечня видов химических эффектов, что позволит подробнее и полнее учесть каждому инженеру достижения мирового опыта изобретателей. Готовится также материал по более подробному описанию предлагаемых химических эффектов с иллюстрацией их действий в конкретных технических решениях. Необходимо расширить возможности поисковой системы для выбора требуемого химического эффекта в связи с выявленным физическим противоречием технической системы или задачи, т.к. пока переход от противоречия к выбору, поиску эффекта происходит или случайно, или на основе ограничений психологической инерции специалистов. [.ru/db.php];

[Михайлов В, и др. //сб. Совр. инф. технологии- Пенза, ПГТА, 2005, в.1, с31-35; 2006, в.3, с.56-59.]

4. Подготовка к решениям практических задач слушателей (1-й этап): 16 час.

Функционально-стоимостные оценки предложенных ситуаций – первичные оценки,

Применения алгоритма выбора задач из заявленных проблемных ситуаций;

Выяснения и оценки административных, технических и физических противоречий.

Источники резервов совершенствования объектов: ресурсы веществ и их свойств:

Ресурсы источников веществ, энергии, информации, границы допустимых изменений;

Ресурсы готовые, производные, отсутствующие, доступные, дорогие и дешевые.

5. Домашняя теоретическая и практическая подготовка слушателей (1-2 мес., 100 ч.)

6. Рассмотрение хода решений задач слушателями, полученных при домашней подготовке (возможно, с помощью консультанта ). Защита найденных решений и оценка уровня подготовки обучающихся. (2-й этап) 14 / 22 часа.

7. Перспективы ТРИЗ в теории и практике, завещание Г. Альтшуллера 2 часа.

Будем ли ждать ДОКАЗАТЕЛЬСТВ пользы ТРИЗ для российских предприятий из-за рубежа (последние 15-17 лет уже показывают на широкое распространение ТРИЗ там, пусть даже пока в основном в виде применений большинством инженеров таблицы Г. Альтшуллера – у нас такой подход был характерен в 70-е годы ХХ века) ? Или руководство наших п/о решат всё же, что надо привлекать своих инженеров к решениям творческих задач на основе полного применения всего накопленного в ТРИЗ арсенала средств решения задач? С этой целью надо постоянно знакомить инженеров п/о как с мировым опытом применений ТРИЗ в производстве, так и с накапливаемым опытом в данном п/о. Не следует ожидать моментального результата от знаний ТРИЗ инженерами, т.к. их всю жизнь учили не творчеству, а быть только исполнителями указаний руководителей – жизнь же и практика показывают, что указания и самых активных и творческих начальников не всегда бесспорны – не всегда опираются на знания законов развития технических систем, на которые опирается ТРИЗ.

Можно также привлекать специалистов из групп ТРИЗ-профи, как ГИ Иванова из г. Ангарска, АВ Подкатилина из Москвы (оба имеет богатый опыт решения творческих задач в оборонной и химической отраслях промышленности). Я сожалею, что в своё время руководство п/о Маяк не откликнулось на мой призыв: привлекать к решениям творческих задач в п/о моего лучшего ученика АН Орлова (жителя Озёрска).

Надо также знакомить преподавателей СШ и Домов детского творчества с опытами применения ТРИЗ, накопленными в СШ и Домах творчества в разных городах России – этот опыт известен в Челябинске, там ежегодно проводятся педагогические конференции по ТРИЗ-педагогике, а также в Саратове, Ульяновске и на конференциях МА ТРИЗ. Как-то проводились ознакомительные занятия по ТРИЗ в Озерском ТИ (филиале МИФИ) в 70-80-х годах, полагаю, надо возобновить и проводить такие занятия постоянно.

Общий объём занятий: лекций 16 ч., практики 24 ч.,

Домашней подготовки 100 ч., консультирование 8 – 16 ч., защита 6 часов.

ВСЕГО: 56 (или 64) часа

Доцент Чуваш. ун-та, кхн Мастер ТРИЗ Михайлов ВА

Литература

1. Альтшуллер ГС Творчество как точная наука – Скандинавия: Петрозаводск, 2006.

2. Альтшуллер ГС Найти идею – Там же, 2003.

3. Иванов ГИ Формулы творчества: М., Просвещение, 1994.

4. Михайлов ВА Решение учебных задач по ТРИЗ. – Изд. ЧувГУ, Чебоксары, 1992.

5. Решения творческих экологических задач с использованием химических эффектов

И интеллектуальной системы ТРИЗ/ сост. В Михайлов и др.- Чебоксары, 1999.

6. Сайт www.altshuller.ru содержит свыше 500 работ Альтшуллера ГС. на многих

Языках мира: русском, английском, французском и др.

7. Сайт www.aitriz.org/ содержит материалы ежегодных конференций в США

(начиная с 1999), среди них и материалы из России.

8. Сайт www.matriz.ru содержит материалы Международной ассоциации ТРИЗ

9. Сайты www.metodolog.ru, www.trizland.ru, www.triz-ri.ru и другие.

10. Сайт ru/ содержит Базу данных по использованию

Химических эффектов в патентах по химии и экологии

11. СД-диск (600 Мб) / Чебоксары, 2008 содержит:

12 учебных пособий, изданных в Чувашском университете (1976 – 2007 годы), содержащих 600 задач по развитию воображения, электротехнике, химии, экологии и др.;

База данных 1550 рефератов патентов и НИР с пояснениями и примерами применений, включая 700 рефератов работ по химэффектам 17 и 18-го Менделеевских съездов (2003 и 2007);

Дополнение к БД химэффектов – 17000 патентов (1960 – 2008 гг.)

60 учебных пособий и обучающих программ, полученных из СПетербурга, Минска, Израиля,

Тольятти, собранных из Интернет-сайтов. Материалы МАТРИЗ.

12. СД-диск (600 Мб): сб. докладов в День ТРИЗ-2006 в СанктПетербурге (в Доме учёных

СПбГТУ, 13 – 21.11.06) (15 Мб) и 120 фотографий участников встречи в СПбГТУ.

13. ДВД-диск содержит 6 видео-фильмов: 3 про Г Альтшуллера (1974, 1991 и 1997 гг.),

Съезд МАТРИЗ в В.Новгороде (2001), 2 про дни ТРИЗ в ЧувГУ (2002 и 2004 гг.).

14. Эвристика-2: сб. 70 задач про ТРИЗ – Чебоксары, 2002.

15. Лисичкин ГВ, Бетанели ВИ Химики изобретают (196 а.с. и патентов 1948 – 1986 гг.). – М.: Просвещение, 1990.

16. Саламатов ЮП Подвиги на молекулярном уровне /сб. Нить в лабиринте/ сост. АБ

Селюцкий – Петрозаводск: Карелия, 1988, с. 95 - 164. (40 химэффектов).

17. Журнал ТРИЗ (1990, №№ 1 и 2, 1991, 1 и 2(4) 1992, 1 - 4(8); 1994, 1; 1995, 1(10);

1996, 1 и 2/3(13); 2005, 1(14); 2006, 2(15),)

18. Журнал “Технологии творчества” (ТРИЗ-Инфо, Челябинск) (1998 – 2000)

19. Иванов ГИ, Быстрицкий АА Формулирование творческих задач (АВИЗ) - Челябинск:

ТРИЗ-Инфо, 2000.

20. Альтшуллер ГС, Журавлёва ВН Библиографический указатель 1956 - 1998 гг. / сост.

Л. Кожевникова, ЧОУНБ, - Челябинск: ТРИЗ-Инфо, 2000.

21. В ЧОУНБ (Челябинск, пр. Ленина, 60) в отделе технической литературы собран Фонд

Литературы про ТРИЗ (печатной и рукописной), насчитывающий несколько тысяч

/ Л.А. Кожевникова E-mail:

22. В научной библиотеке Чувашского госуниверситета собраны 25 книг про ТРИЗ, изданных

В 1968 – 2004 гг. в Москве, Петрозаводске, Кишиневе, Новосибирске и др., общим тиражом 600 экз.; 12 учебно-методических пособий, изданных в ЧувГУ в 1976 – 2007 гг., - 1000 экз.; в учебном классе ИВЦ ЧувГУ на 10 рабочих местах размещены 20 обучающих программ для ЭВМ (для школьников и студентов).

23. Уразаев В.Г. ТРИЗ в электронике – М.: Техносфера. 2006, 320 с. (О химэффектах с. 123 – 128, 189-212). Он же Путешествие в страну ТРИЗ: записки изобретателя. М.: Солон-пресс, 2003. (Влагозащита печатных плат и другие изобретения автора).

Valery Mikhailov ; 428015 Чебоксары-15, А.я. 16 Михайлов В.А.

Педагогические науки Теория и методика обучения и воспитания

Зинченко Е.С., преподаватель Ставропольского колледжа связи имени Героя Советского Союза В.А. Петрова

ТРИЗ-ТЕХНОЛОГИИ ПРИ ОБУЧЕНИИ ХИМИИ (ОБОБЩЕНИЕ ОПЫТА РАБОТЫ)

В современной педагогике очень много разных технологий и приемов активизации мыслительной деятельности обучающихся. Одной из таких технологий является ТРИЗ-технология (теория решения изобретательских задач). Целью данной работы является рассмотрение и применение данной технологии на занятиях химии, биологии. В данной работе представлены приемы активизации мыслительной деятельности учащихся, которые помогают решить поставленную перед ними задачу. Они могут быть реализованы в разной форме организации работы: групповой, индивидуальной, обучении в сотрудничестве и т. д.

В работе представлен практический материал в виде конспекта урока с использованием приемов данной технологии, а также материал из опыта педагогов-новаторов (1, стр. 89-91), которые используются автором на уроках.

ТРИЗ- технологии

В настоящее время в педагогике очень много различных технологий, которые помогают представить учащимся материал в более доступной форме. Для развития познавательной деятельности в области химии можно использовать ТРИЗ-технологию (Теория решения изобретательских задач). Эта технология направлена на развитие у детей природных способностей, также дает возможность проявить себя, завоевать уважение одноклассников.

Есть русская пословица «Все новое - это хорошо забытое старое». Это относится к технологии ТРИЗ, так как работа над ТРИЗ-технологией была начата Г. С. Альтшуллер и его коллегами еще в 1946 году. Первая публикация - в 1956 году - это технология творчества, основанная на идее о том, что «изобретательское творчество связано с изменением техники, развивающейся по определённым законам» и что «создание новых средств труда должно, независимо от субъективного к этому отношения, подчиняться объективным закономерностям» (5).

Данную технологию можно применять на уроках как в школах, так и в средних учебных заведениях.

Основными функциями и областями применения ТРИЗ-технологии являются:

Решение изобретательских задач любой сложности и направленности;

Пробуждение, тренировка и грамотное использование природных способностей человека в изобретательской деятельности (прежде всего образного воображения и системного мышления).

Цель данной технологии: «Знает, понимает, применяет».

ТРИЗ-технология разбивает материал на фрагменты. Процесс обучения приобретает модульный характер.

Существует три основных принципа ТРИЗ - технологии:

Принцип объективных законов. Все системы развиваются по определенным законам. Их можно познать и использовать для преобразования окружающего мира.

Принцип противоречия. Все системы развиваются через преодоление противоречий.

Принцип конкретности. Конкретное решение проблемы зависит от конкретных ресурсов, которые имеются в наличии.

Дидактические возможности ТРИЗ:

Решение творческих задач любой сложности и направленности;

Решение научных и исследовательских задач;

Систематизация знаний в любых областях деятельности;

Развитие творческого воображения и мышления;

Развитие творческих коллективов.

В качестве примеров можно представить несколько задач, а также несколько приемов данной технологии.

1. В начале прошлого времени немецкий химик Кристиан Шенбейн изобрел новые симпатические чернила, представляющие собой раствор сульфата марганца. После высыхания текст, написанный ими на розовой бумаге становится совершенно невидимым. Гордый выдумкой, Шенбейн написал своими чернилами письмо английскому физику и химику Майклу Фарадею. История умалчивает, удалось ли Фарадею прочесть послание своего немецкого коллеги.

Вопрос. Подумайте, как можно было проявить написанное? (сульфат марганца имеет бледно-розовую окраску, поэтому, чтобы прочесть написанное, Фарадей должен был бы обработать письмо каким-либо реактивом, дающим с сульфатом марганца интенсивно окрашенное соединение. Шенбейн использовал для проявления озон. Образующийся в результате реакция оксид марганца - черного цвета, поэтому написанное становится хорошо видимым.)

2. Почему нередко комнатные растения, посаженные в металлическую банку из-под консервов, лучше растут, чем такие же растения в глиняных горшках? (консервные банки были изготовлены из специального сплава, устойчивого к коррозии и содержащего, помимо железа, добавки олова, меди, марганца. Все эти элементы являются необходимыми компонентами минерального питания растений. Постепенно растворяясь под действием воды и почвенных кислот, они обеспечивают дополнительную подкормку, и растение лучше развивается)

3. Для повышения октанового числа бензина используют добавку антидетонатора -тетраэтил свинца. Это очень ядовитое вещество, которое может присутствовать в парах бензина, а значит попадать в воздух. Особенно это опасно на автотранспортных предприятиях. Предложите способ обнаружения паров тетраэтилсвинца в воздухе. (Нужно перевести тетраэтилсвинец в черный сульфид свинца или золотисто-желтый йодид свинца. Для выполнения анализа необходимо пропустить анализируемый воздух через нагретую трубку с реагентом, в которой тетраэтилсвинец разложится и прореагирует с серой или галогенами.) (1, стр.90).

Сказка. Сидит алхимик у свечи, подходит к нему дочка и спрашивает:

«папа, что ты делаешь?» - «Хочу драгоценность получить, дочка».

«Из этой свечи?»- «нет, из подсвечника», - отвечает отец. Дождался он, когда черная окалина на подсвечнике появится, соскреб ее и в кислоту бросил - стал синий раствор; бросил щепоть соды - выпал зеленоватый осадок; добавил едкую щелочь - и совсем синий стал осадок внутри. Высушил он эту смесь, и вышла краска дивной красоты. Чем не драгоценность? (медь - оксид меди 1 - оксид меди 2 - сульфат меди - карбонат меди; сульфат меди - гидроксид меди)

Почему звезды горят? Звезды и наше Солнце состоят из смеси двух газов, превращение одного из них в другой происходит с выделением света и тепла. Что это за газы? Элементы, входящие в состав, - соседи по периодической таблице; первый из газов вдвое легче второго, молекулы первого газа двухатомна, второго одноатомна, к тому же второй газ инертный. Назовите эти газы. (Водород и гелий)

Приемы данной технологии

В качестве приемов данной технологии можно использовать кейсы, загадки и т. д.

1. Объясните химические процессы, упоминаемые в строках стихотворения А. Ахматовой. «На рукомойнике моем

Позеленела медь. Но так играет луч на нем, Что весело глядеть».

Ответ. На рукомойнике появился налет или пленка. Это - патина - более или менее прочная окрашенная пленка, образующаяся на поверхности металла в результате его сложного взаимодействия с кислотами, солями и газами, содержащимися в атмосфере или в земной воде. (коррозия)

2. В кружево будто одеты Деревья, кусты, провода. И кажется сказкою это,

А в сущности - только.......

Кто и когда впервые осуществил синтез воды?

Какой воздух тяжелее - сухой или влажный?

В каком органе человека содержится наибольшее количество воды, и в каком -наименьшее?

Назовите восемь наименований состояния воды, принятых в метеорологии.

Сколько молекул воды в океане?

Что такое снежинки?

Распадаются ли в воде на ионы ее собственные молекулы?

Может ли вода гореть?

Может ли вода течь вверх?

Перечислите химические и физические свойства воды.

Роль воды в жизни человека. Загадки о химических элементах.

1) Давно известно человеку: она тягуча и красна,

Еще по бронзовому веку

Знакома в сплавах всем она. (Медь)

Объясните с точки зрения химии ее свойства.

2) Как вдохнешь зеленый газ, так отравишься сейчас. (Хлор)

Кто открыл хлор? Где он применяется? Как он влияет на организм?

3) Я светоносный элемент,

Я спичку вам зажгу в момент. Сожгут меня - и под водой Оксид мой станет кислотой. (Фосфор)

Какими свойствами обладает фосфор? Где применяется? Какие аллотропия модификации Вы знаете? Объясните механизм свечения.(2, стр.34). При ответе на загадки используется поэтапный анализ.

Заключение

Достичь поставленных в педагогической деятельности целей помогают современные образовательные технологии, в частности рассмотренная ТРИЗ-технологии. Современные педагогические технологии позволяют формировать и развивать предметные и учебные знания и умения в процессе активной разноуровневой познавательной деятельности учащихся в условиях эмоционально-комфортной атмосферы, которая развивается при решении изобретательских задач; развивать положительную мотивацию учения.

Например, одним из элементов технологии на моих уроках химии является использование «кейсов», химических загадок, элементов игровой технологии, которые позволяют применять предметные знания и умения, развивать навыки использования химической номенклатуры, классификации, основных химических понятий (наиболее эффективно его применение при изучении основных классов неорганической и органической химии).

Применение ТРИЗ-технологии помогает развивать у студентов умение участвовать в общем диалоге, осуществлять само- и взаимоконтроль, самопроверку, формировать адекватную самооценку. Работа в малых группах позволяет соотносить свою деятельность с деятельностью остальных, студент может провести не только самооценку, но и самокоррекцию.

Материал данной разработки помогает разнообразить уроки по химии, сделать их более интересными и познавательными. Задания ТРИЗ-технологии можно варьировать, а также использовать на внеклассных мероприятиях.

Следует отметить, что данную технологию или ее частные приемы можно использовать не только на уроках химии, но и на уроках биологии.

Приложение

План урока с применением ТРИЗ - технологии

Тема урока: Металлы. Общая характеристика. Физические и химические свойства.

Цели урока:

Образовательная - обобщить знания по теме металлы, выявление готовности учащихся успешно применять полученные знания на практике, позволяющие обеспечить обратную связь и оперативную корректировку учебного процесса.

Основы эвристической деятельности

САДЫКОВА А.Р. - 2010 г.

Мусагулова Бахыт Рашитовна,учитель биологии Назарбаев Интелектуальная школа физикоматематического направления, г. Кокшетау[email protected]

Применение приёмовТРИЗ–технологии на уроках биологии

Аннотация. В статье рассматриваются механизмы применения ТРИЗ (теории решения изобретательских задач Г. С. Альтшуллера) в обучении биологии для развития творческого икреативного мышления учащихся.Ключевые слова: новые знания, навыки, креативность мышления.

В настоящее время неоспорим факт наибольшего воздействия на процесс обучения и результаты учеников не столько деятельности администрации школ и органов управления системой образования по обеспечению учителей соответствующими ресурсами, сколько повседневной работы самого учителя в классе, направленной на воспитание и развитие учащихся (Barber and Mourshed, 2007). Учителя при этом должна беспокоить не только прочность приобретаемых учащимися знаний в той или иной области, поскольку эти знания подвергаютсяизменениям каждый год,и эти знания устаревают подчас раньше, чем учащиеся сумеют их усвоить. Гораздо важнее подготовить учащихся, умеющих самостоятельно учиться работать с информацией, самостоятельно совершенствовать свои знания и умения в разных областях. Приобретая, если окажется необходимым, новые знания, профессии, потому что именно этим им придется заниматься всю их сознательную жизнь. Скорость прихода информации к человеку увеличилась в тысячи раз. Поэтому наряду со знаниями необходимо владеть навыкам. Навыками сбора, обработки и систематизации, анализа информационного массива. Эти навыки очень важны в жизни. Им можно и нужно обучаться в школе. Новый тип образования напрямую связан с созданием условий для развития творческого потенциала школьника как субъекта целесообразной деятельности на основе его саморазвития, самообразования как креативного, интеллектуальноразвитого человека. Тризтехнология –это технологиярешения изобретательских задач (основатель Г.С.Альтшуллер). Основная цель этой технологии научить детей мыслить системно, с пониманием того, что происходить и как происходит. В основу Тризтехнологии положено решение противоречий или ситуаций требующих,найти выход из создавшегося положения. Решение задач такого типа невозможно без использования творческого подхода. Творчество предполагает креативность мышления, нестандартный подход в выборе решения. При этом основополагающим является принцип проблемности. Суть,его состоит в том, чтобы путём последовательноусложняющихся задач или вопросов создать в мышлении учащегося такую проблемную ситуацию, для выхода из которой ему не хватает имеющихся знаний, и он вынужден сам активно формировать новые знания с помощью преподавателя и с участием другихслушателей,основываясь на своём или чужом опыте, логике. Таким образом, учащийся получает новые знания не в готовых формулировках преподавателя, а в результате собственной активной познавательной деятельности. Особенность применения этого принципа в том, что оно должно быть направлено на решение соответствующих специфических дидактических задач: разрушение неверных стереотипов, формирование прогрессивных убеждений, экономического мышления. Cамое главное, что содержание проблемного материала должно подбираться с учётом интересов учащихся. Одной из главных задач обучения является формирование и совершенствование умений и навыков, в том числе умения применять новые знания .В работе приводится пример разработки креативного урока по биологии по теме «Аэробный и анаэробный типы дыхания» в 8м классе в виде блоков. 1. Блок мотивацииУрок начинается с «Полезной зарядки». Учащиеся опускаютрукувниз по бокам и непрерывно сжимают свои кулаки. Они должны посчитать, сколько сжиманий они могут сделать до того, как их рука начнёт болеть. Затем руке следует дать отдохнуть на одну минуту и повторить то же самое, но уже с рукой, поднятой выше головы. 2. Блок повторенияПроверка домашнего задания. Учитель предлагает учащимся для самостоятельной работы упражнение «Биологический пульс».Упражнение «Биологический пульс»Верные утверждения отметьте «^», неверные утверждения «»:1.Дыхание обеспечивает энергией весь организм.2.Во время дыхания выводится из организма кислород.3.Словесно уравнение дыхания выглядит так кислород + углекислый газ глюкоза + вода.4.В составе вдыхаемого воздуха присутствует 21% кислорода.5.В дыхании принимает участие глюкоза.6.Количество углекислого газа в выдыхаемом воздухе –16 %.7.Кровеносная и дыхательная системы тесно связаны между собой, так как обеспечивают организм кислородом.8.Клеточное дыхание –это газообмен между клетками крови и тканями организма.9.Количество кислорода при вдохе и выдохе не изменяется.10.Благодаря дыханию человек способен произносить звуки.Ответы: ^

^ ^ ^ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 103.Блок творческого разогреваНа следующем этапе происходит создание проблемной ситуации путём постановки вопроса: «Как вы считаете, существует ли здесь проблема?Почему?»Ответ: Проблема –разные результаты с опущеннойи поднятойруками. Почему разные результаты с опущеннойи поднятойруками? Как это связано с дыханием?Учитель сообщает о необходимости найти ответ на поставленный вопрос, для чего предлагает тему урока.4. Теоретический блокДля определения целей урока учащимся задаётся вопрос:Какие вопросы вы хотели бы задать, чтобы понять изучаемую тему? Таким образом,цели урока формулируются совместно с учащимися.Далее предлагается определение аэробного и анаэробного дыхания.5.Блок экспериментовДля реализации поставленных целей урока предлагается в группах обсудить и заполнить таблицу.

Таблица 1Сравнение аэробного и анаэробного обмена веществ

Аэробный тип дыханияПоказателиАнаэробный тип дыхания

Кислород (используется/не используется)

Глюкоза (используется/не используется)

Выделяется энергии (много/мало)

Выделяется (углекислый газ /молочная кислота)

Словесная формула процесса

Перед заполнением таблицы учитель объясняет задание и проситразработать критерии, помогающие оценить будущую работу учеников. Каждый записывает 12 критерия в тетрадь, затем выносятся все критерии на доску. Выделяются приоритетные, с помощью которых и будет оцениваться работа, например, правильность ответов, соблюдение регламента в работе, распределение обязанностей, дисциплина, взаимопомощь и т.д.Эксперимент 2.Парам раздаютсякарточки, содержащие символы и номера, необходимые для написания правильной формулы аэробного дыхания. В парах учащиеся раскладывают карточки в правильном порядке.

C6H12O6 O2 CO2 H2O 2875 кДж

Рис. 1.Формулы и символы

Группа, выполнившая задание одной из первых записывает уравнение реакции на доске. 6. Блок психологической разгрузкиНа данном уроке психологическая разгрузкаосуществлялась при помощи упражнения на правильное дыхание. 7.Блок интеллектуальная разминкаБлок представлен системой заданий,направленных на развитие у учащихся творческого мышления и умения применять знания в нестандартнойситуации.Задание: Езда на велосипеде, бег, плавание –занятия, сопровождающиеся учащением пульса, сжиганием углеводов и жиров, обеспечивая энергией работающие мышцы. Поднятие тяжестей, бокс и спринт

сопровождаются ещёболее сильным учащением пульсаи дыхания. Энергия не производится, а расходуется уже имеющаяся. В результате такой работы в мышцы и кровоток выделяется молочная кислота. Определите, какие из описанных в задании видов спорта, относятся к аэробному типу дыхания.Подчеркните в тексте подходящие по смыслу слова, используя уравнение химической реакции процесса дыхания.I.Виды спорта, относящиеся к аэробному типу дыхания:__________________________________________________________________________________________________________________________________II.

Подчеркните в тексте подходящие по смыслу слова, используя уравнение химической реакции процесса дыхания:CHO+ 6O→ 6CO+ 6HO + 2875кДж.1. Аэробный тип дыхания сопровождается (накоплением/выделением)энергии, которая может тратиться на продолжительные физические упражнения. 2. При этом, чем больше (кислорода/углекислого газа)вы будете вдыхать, тем интенсивнее будет идти процесс тренировки. 3. В процессе аэробного дыхания вода в виде водяных паров будет (выделяться/ поглощаться). 4. Резко повысить свою мышечную массу при аэробном дыхании практически невозможно, так как глюкоза в этом случае (расщепляется/ накапливается).5. Тренироваться лучше на свежем воздухе или в хорошо проветриваемом помещении, так как нехваткой (кислорода/углекислого газа)в организме чаще всего объясняется наша усталость.8. Блок резюме.Обеспечиваетобратную связь с учащимися и помогает учащимсяпонять насколько качественноони усвоили урок.Рефлексия: Партнёры по обсуждению «Скажи мне три вещи…»Учитель предлагаетрассказать друг другу три вещи:Я справился хорошо.Я хочу узнать больше о …Я узналто, что 80 минут назад не знал.При наличии времени по желанию учащихся можно представить свою рефлексию классу.9.Блок дифференцированное домашнее заданиеУ человека со слабым нетренированным сердцем кислорода, доставляемого к мышцам во время бега, хватает лишь на окисление половины молочной кислоты. Объясните, к чему это приведёт.ТиО*Что бы вы предложили марафонцу (бегун на длинные дистанции) для поддержания сил –горячий сладкий чай или кусок мяса? Объясните.

Ссылки на источники1.Утёмов В. В., Зиновкина М. М., Горев П. М. Педагогика креативности: Прикладной курс научного творчества: учебное пособие.–Киров: АНОО «Межрегиональный ЦИТО», 2013. –212 с.2.Москаленко,К.А.Образецучебныхдействийкаксредствоактивизациитворческойдеятельностиучащихся/К.А.Москаленко//Педагогическоенаследие.–Липецк:ЛГПУ,1999.–С.42–49.

Ветрова Ольга Михайловна

учитель физики высшей квалификационной категории

МБОУ «СОШ №14», г. Ангарск Иркутской области

Современное образование должно быть личностно значимым для ребенка, помогающим самоопределяться в жизни, решать возникающие жизненные проблемы, ориентироваться в огромном потоке информации, которая обрушивается со всех сторон?

Школьное образование должно выйти за пределы решения стандартных, типовых задач, где уже заранее известны ответы на все вопросы. Необходимо внедрять современные педагогические технологии, в которых на первое место выходит деятельность обучающихся на уроке, когда учитель и ученик находятся в «субъект – субъектных» отношениях.

Федеральные государственные стандарты второго поколения направлены на формирование у обучающихся «умения учиться» и развитие универсальных учебных действий (УУД) в урочной и внеурочной деятельности.

Формирование УУД составляет важную задачу образовательных отношений и неотъемлемую часть фундаментального ядра общего образования. Развитие УУД является психологической основой успешности усвоения обучающимися предметного содержания физики.

К настоящему времени в практике преподавания физики работа по развитию УУД осуществляется стихийным образом. Стихийный и случайный характер развития УУД находит отражение в острых проблемах преподавания физики:

— низкий уровень учебной мотивации и познавательной инициативы обучающихся;

— способность регулировать свою учебную и познавательную деятельность;

— недостаточная сформированность общепознавательных и логических действий.

Педагогу нужен современный инструментарий: современные методы и формы обучения и воспитания, эффективные педагогические технологии системно-деятельностной направленности. Одной из таких педагогических технологий является теория решения изобретательских задач – ТРИЗ-технология, автором которой является Г.С. Альтшуллер.

В конце XX – начале XXI века в образование все шире внедряется ТРИЗ-педагогика, приемы и методы, которой помогают научить школьников искать, анализировать, обрабатывать и использовать «недостающую» информацию, позволяют существенно повысить активность обучающихся и рассматривать новые формы проведения урока в рамках внедрения ФГОС.

Н.Н. Хоменко на базе ТРИЗ-технологии разработал Общую теорию сильного мышления (ОТСМ-ТРИЗ), в которой предложил использование моделей ОТСМ-ТРИЗ.

Модели изучаются сегодня в школьных предметах, в том числе и на уроках физики (материальная точка, идеальный газ, броуновское движение, модели атомов, математический маятник и т.д.).

В своей педагогической деятельности на уроках физики, на уровне основного общего образования мы применяем одну из моделей ОТСМ-ТРИЗ — модель «Элемент – Имя признака – Значение признака» («ЭИЗ»).

«ЭИЗ» – это инструмент, позволяющий описывать объекты окружающего мира через их признаки (назначение, форма, цвет и т.д.). Отличительные особенности модели – разделение понятий «имя признака» и «значение признака», выделение признаков, существенных в данной ситуации.

Как устроена модель «ЭИЗ»? Это таблица, в которой восклицательный знак обозначает заданную часть, а вопросительный знак ту часть, которую нужно найти (см. таблицу 1).

Таблица 1.

Общий вид модели «ЭИЗ»

С помощью модели «ЭИЗ» можно рассматривать любые физические элементы: тела, вещества, явления, величины, формулы, законы, теории и т.д.

Итак, на основе модели «Элемент – имена признаков – значения признаков» строятся инструменты:

– для описания и изучения объектов;

– для описания и изучения объектов как систем;

– для описания и изучения проблем, возникающих в системах.

Работа с моделью «ЭИЗ» усложняется от 7 класса к 9 классу. В 7 классе модели даются обучающимся с пропущенными элементами, а в 9 классе обучающиеся самостоятельно формируют модели в ходе учебной деятельности.

При работе с моделью «ЭИЗ» были выделены уровни:

1. Элементарный уровень, направленный на формирование умений:

– описывать изменения значений признаков элемента и связи между ними;

– отслеживать изменения в модели в зависимости от изменения значений признаков;

– переходить от конкретных описаний к более общим и наоборот.

1. Достаточный уровень, направленный на формирование умений:

– строить описание объекта, исходя из функции объекта;

– описывать элемент по общим признакам;

– прогнозировать изменения в системе объекта.

Рассмотрим примеры заданий на формирование понятия массы у обучающихся 7 класса с использованием модели «ЭИЗ».

1. Мне задавали вопросы о физической величине – массе. На первый вопрос я ответила: m. На второй вопрос: кг. На третий вопрос: скалярная. На четвертый вопрос: m=Vρ. На пятый вопрос: весы.Какие вопросы мне задавали?

В таблице 2 представлен вид задания.

Таблица 2.

Результат выполнения задания:

1-й вопрос: Какой буквой обозначается величина?

2-й вопрос: В каких единицах измеряется величина в СИ?

3-й вопрос: Какой величиной является векторной или скалярной?

4-й вопрос: Как можно вычислить величину?

5-й вопрос: Как можно измерить величину?

1. Составьте рассказ о массе с использованием конструктора «ЭИЗ» по плану:

1) Какой буквой обозначается величина?

2) В каких единицах измеряется величина в СИ?

3) Какой величиной является векторной или скалярной?

4) Как можно вычислить величину?

5) С помощью какого прибора можно измерить величину?

В таблице 3 приведен вариант решения задания.

Таблица 3.

Результат выполнения задания

1. Составьте загадку, используя модель «ЭИЗ».

Результат выполнения задания:

Эта физическая величина измеряется в СИ в кг. Скалярная величина и ее можно вычислить по формуле = Vρ. Её можно измерить с помощью весов. Что это за физическая величина?

1. Вопрос учителя классу: Отгадайте, что я загадала? Заполните пропуски в модели «ЭИЗ». Образец задания представлен в таблице 4.

Таблица 4.

Таким образом, из практики применения системы заданий по работе с моделью «ЭИЗ» в процессе обучения физике можно сделать вывод, что использование моделей ОТСМ-ТРИЗ способствует формированию и развитию у обучающихся познавательных УУД таких, как опознание, сравнение, выделение признаков, обобщение, классификация, сериация, моделирование и другие.

Формирование и развитие познавательных УУД обеспечивает развитие личности ребенка в системе физического образования и может быть достигнуто при использовании системы заданий, разработанных с использованием приемов и методов ОТСМ-ТРИЗ.

Задания на основе моделей не должны применяться от случая к случаю, так как в совокупности они образуют систему заданий, по которой можно проследить степень сформированности и развития познавательных УУД. Научившись создавать систему своих заданий, учитель сможет сформировать у обучающихся умение учиться.

Список литературы:

1. Альтов Г.С. И тут появился изобретатель. – М.: Детская литература, 1989. – 142 с.
2. Альтшуллер Г.С. Творчество как точная наука. – Петрозаводск: Скандинавия, 2004. – 208 с.
3. Викентьев И.Л., Кайков И.К. Лестница идей. – Новосибирск, 1992. – 104 с.
4. Гин А.А. ТРИЗ-педагогика [Электронный ресурс]
5. Иванов Д. О ключевых компетенциях и компетентностном подходе в образовании // Школьные технологии. – 2007. – №
6. Криволапова Н.А. Внеурочная деятельность. Сборник заданий для развития познавательных способностей учащихся 5–8 кл.–М.: Просвещение, 2012.–222 с.
7. Нестеренко А.А. Система моделей управления мыслительной деятельностью из ОТСМ-ТРИЗ. [Электронный ресурс]
8. Хоменко Н. Краткая характеристика теории сильного мышления / Н. Хоменко // 3-я международная конференция Общественной организации «Волга-ТРИЗ» «Методы ОТСМ-ТРИЗ при решении педагогических проблем с детьми 3-10 лет», Тольятти, 26-27 апр. 2005 г. : материалы конф. — Ульяновск, 2005 – С. 9-21.