Программа курса раздел творческие способности человека и его возможности. Их развитие на путях технического прогресса



страница9/9
Дата24.10.2014
Размер1.32 Mb.
ТипПрограмма курса
1   2   3   4   5   6   7   8   9

способы соединения применять просто затруднительно. Как

быть?

ОТВЕТ: Данный пример приведен для показа аудитории, дЛN решения очень сложныx задач. Необходимо построение веполя c ис­пользованием физических эффектов, o которых ранее шел разговор. Известно, что если металлы пасы щать водородом, они резко уве­личивают свой объем. B реальном случае одну трубу насаживали ни другую u помешали в среду водорода с высокой температурой.



Одновременно с вепольным анализом можно отpабатывать C учащимися и метод Маленьких человечков в его применении ли­бо к веществу, либо к полю. Такое сочетание важнейших инстру­ментов АРИЗ будет способствовать лучшему овладению учащи­мися этими эффективными методами решения технических задач.

ЗАДА ЧА 25.6. В машиностроении для изготовления фильт­ров, сит, элементов шумопоглощения, каналов охлаждения и дру­гих конструкций используются электрофизические и электрохи­мические методы обработки. Непосредственно обработка осуще­ствляется многоэлектродным инструментом. По а.с. ЛЮ 187186 та­кой инструмент включает в себя полую державку е отверстиями, через которые пропущены электроды. Для их удержания в дер­жавку насыпан электpопроводный порошок, на который давит прижим. Однако такое устройство трудно разобрать, вытащить отдельный электрод. Причина - уплотнение порошка. Порошок плохо "управляется", a изобретение не предусматривает, как сде­лать его вновь сыпучим. Как быть?

ОТВЕТ: Будем исходить из условия, что принципиальное из­менение конструкции, например, использование вместо порошка ин­дивидуaльных защелок, прижимов u т.д., по ряду причин нецелесо­обрaзно. Воспользуемся услугами маленьких человечков. Для осво­бождения электродов они должны уносить частицы порошка. Чтобы частицы было легче разобрать, они должны иметь малень­кий контакт друг c другом. Предложено вместо порошка использо 

16~


(Нож, ферромагнитные дробинки. Их маленьким человечкам перено­сить удобно: размер одинаков u легко отделяются друг от друга. Когда на дробинки давит плита, они прочно удерживают электро­ды. Для освобождения электродов (при ремонте или замене) плита иоднимается,и электромагнит оттягивает дробь.

ЗАДАЧА 25.7. Для производства чрезвычайно износоСгой­ких подшипников необходимо получить материал из смеси брон­па и фторопласта. Истирать эти компоненты нужно вручную. Но при объеме производства в десятки тонн, возникает необходи­мость в промышленном решении. Истирание в обычных шаровых мельницах неприемлимо, так как бронза насыщаeтся Железной ПЬыЛЬЮ, a фторопласт превращается в нечто похожее на лапшу. Ученые предложили смешивать компоненты и "выcтpеливать" их lia твердую и прочную наковальню. Но "снаряды", сделанные на 

половину из зластичного материала, прилипали к наковaльне.

Как быть?

ОТВЕТ: Маленькие человeчки должны встретить на своем

пути не твердую стену, к которой они, расшибаясь, прилипнут, a что-то напоминающее сетку батутa.

Предложено наковальню сделать резиновой. Теперь человечки-снaряды обязательно отско­чат, да еще u столкнутся с летящими вслед за ними. Таким обра­зом осуществляется дробление составляющих. Можно применять данную технологию u для дробления других материалов.

Тема занятия Позволяет учителю осуществить самый широ­кий выбор задач, ситуаций, полей c тем, чтобы закрепить y уча­щихся вещественно-полевой подход в решении технических задач. Очень важным приобретением станет способность увидеть за из­ложением проблемы ее внутреннюю структуру.

Завершается занятие подведением итогов и домашним зада­нием на составление вепольных формул. Задачи на "любой вкус" и по сложности, и по принадлежности к изучаемому курсу можно найти в многократно упоминаемой рекомендуемой литературе.

УРОК 26. Построение велолей. СИНТез технических ре­шений c помощью вепольного анализа.

J АМ- -конспект

Цели урока:

Отработать навыки построения модели задачи и синтеза на ее Основе нового технического решения.

Воспитать способность взаимоперехода от задачи к моде ли и от модели к новому качеству системы.

Показать развитие реальных технических систем черед

преобразование cтpуктypных элементов.

Метод проведения: упражнения c закреплением навыков под руководством и контролем преподавателя. Материaльнo-техническое обеспечение:

Плакат "Построение веполей".

Плакат "Синтез технических решений на основе вепольногo

анализа.

Кодограмма "Стpуктурные схемы веполей".

Кодогpамма "Основные правила вепольных преобразований".

Карточки-задания на построение и синтез технических сиcтем. Литература для преподавателя: 8, 50, 150.

сход урока

Организационная часть.

Активизация познавательной деятельности.

2.1. Решение задачи-разминки.

Упражнения учащихся под контролем учителя.

3.1. Основные правила вепольных преобразований.

3.2. Основные понятия o стандартах технических систем.

Разбор задачи по синтезу технической системы методом ве­польных преобразований.

Самостоятельная работа учащихся под руководством препода­вателя по синтезу технической сиcтемы с помощью вепольных

преобразований.

5.1. Формулирование задачи.

5,2. Решение задачи под руководством преподавателя. 5.3. Обсуждение итогов и перспектив развития решений.

40 1. Решить задачи на вепольный анализ.

О4 2. Обосновать выбранное решение по подбору учителя методические реко.лл.ендации

Целесообразно начать занятие рассуждением o парадок 

С1нльной ситуации, которая иногда Имеет место в жизни. И касает­ся она изобретательской деятельности. В самом деле, возьмем то­кaря, вытачивающего болт, или хирурга, делающего операцию.

11и тот, ни другой не позволяет себе отступления от Четкой по 

следовательности действий. Иначе 6ы мы оценили их как непро­фессионалов. Почему же в изобрeтательcтве (a это сложный и от-не тственный труд) нет такой же Четкой технологии. Только пото 

му, что Методикой творческого мышления надо овладевать так

же, как тoкарным или хирургическим искусством, а ДЛЯ этого

глубоко освоить инcтpументы теории решения изобретательских

задач. B силу этого обстоятельства дальнейшая практическая ра­бота по построению велолей и синтезу технических Решений iiредставляется необходимой и важной.

варианты задач д.,ся проееденсвг п.2

ЗАДА цА 26.1'. Радиоэлектроника -очень Чистое производ- ство. Подчас даже присутствие человека во время технологиче 

ских операций нежелательно. Ведь как тщательно ни соблюдай

чистоту- не избежать падения частиц, попадания их в воздух в ви­де мельчайших чешуек кожи, кристалликов соли от пота, воло­концев ткани. Поэтому меры предосторожности самые строгие: поверх белья надевают кoмбинезоны, прошедшие обработку в специальной камере. И все же пыль, накапливающаяся на по­верхности комбинезона попадает в воздух. Как быть?

ОТВЕТ: ПОНЯТНО, что фантазия учащихся может предло­жить самые необычные решения. Наиболее "приземленным" явля­ется предложенный японскими изобретaтелями вариант. B Японии разработано специальное белье, надеваемое под комбинезон. Ми­ниатюрный насос создает пониженное давление u уже ни одна пы 

линка не сорвется с одежды.

ЗАДАЧА 26.2. Вспомните знаменитую сказку, где сыновья показывали отцу мастерство, и один из них, фехтовальщик, так виртуозно отражал шпагой дождь, что ни одна капелька не упала на него. Но это в сказке. A как быть со зрителями на открытых стадионах. B ясную погоду хорошо наблюдать за захватываю­щим зрелищем на поле. Непогода приносит большие неприятно­сти. Стадионы приходится прятать под куполообразные соору 

С1нльной ситуации, которая иногда Имеет место в жизни. И касает­ся она изобретательской деятельности. В самом деле, возьмем то­кaря, вытачивающего болт, или хирурга, делающего операцию.

11и тот, ни другой не позволяет себе отступления от Четкой по 

следовательности действий. Иначе 6ы мы оценили их как непро­фессионалов. Почему же в изобрeтательcтве (a это сложный и от-не тственный труд) нет такой же Четкой технологии. Только пото 

му, что Методикой творческого мышления надо овладевать так

же, как тoкарным или хирургическим искусством, а ДЛЯ этого

глубоко освоить инcтpументы теории решения изобретательских

задач. B силу этого обстоятельства дальнейшая практическая ра­бота по построению велолей и синтезу технических Решений iiредставляется необходимой и важной.

варианты задач д.,ся проееденсвг п.2

ЗАДА цА 26.1'. Радиоэлектроника -очень Чистое производ- ство. Подчас даже присутствие человека во время технологиче 

ских операций нежелательно. Ведь как тщательно ни соблюдай

чистоту- не избежать падения частиц, попадания их в воздух в ви­де мельчайших чешуек кожи, кристалликов соли от пота, воло­концев ткани. Поэтому меры предосторожности самые строгие: поверх белья надевают кoмбинезоны, прошедшие обработку в специальной камере. И все же пыль, накапливающаяся на по­верхности комбинезона попадает в воздух. Как быть?

ОТВЕТ: ПОНЯТНО, что фантазия учащихся может предло­жить самые необычные решения. Наиболее "приземленным" явля­ется предложенный японскими изобретaтелями вариант. B Японии разработано специальное белье, надеваемое под комбинезон. Ми­ниатюрный насос создает пониженное давление u уже ни одна пы 

линка не сорвется с одежды.

ЗАДАЧА 26.2. Вспомните знаменитую сказку, где сыновья показывали отцу мастерство, и один из них, фехтовальщик, так виртуозно отражал шпагой дождь, что ни одна капелька не упала на него. Но это в сказке. A как быть со зрителями на открытых стадионах. B ясную погоду хорошо наблюдать за захватываю­щим зрелищем на поле. Непогода приносит большие неприятно­сти. Стадионы приходится прятать под куполообразные соору 

женин, что очень дорого. B ряде стран используют надувные кон­струкции, но их развертываниe занимает много времени. Кди быть?

ОТВЕТ: КаНадессие инженeры разработали воздухонадувиую систему, мгновенно создающую над стадионом невидимый купол и мощных воздушных струй, который защищает от снега, дождя и холода.

ЗАДА ЧА 26.3. Каждый, кто работал c ручной механической

или электрической дрелью, знает o недостатке этик распростра

ненных инструментов. Стационарные сверлильные станки лише ны его. Найдите недостаток ручных дрелей.

ОТВЕТ: Нет возможности контролировать углубление сверла в материал. Кстати, в Канаде разработана дрель c указа­телем глубины сверления.

ЗАДА цА 26.4. B Англии изобретен карандаш, в которым вмонтирована мини-ЭВМ. При обводке карандашом, например, окна на стpоительном чертеже, компьютер мгновенно выдаeт ин формацию, сколько надо стекла и сколько оно будет стоить. Также определяется потребность в кирпиче, листовом железе, бе­тоне, обоях и даже в проводе для электропроводки. Укажите, где еще смог 6ы найти применение такой карандаш.

После разминки приступают к упражнениям под контролем преподавателя. Представляется полезным еще раз напомнить ос­новные правила вепольных преобразований. Неплохо также ука­зать, что лучше всего широко и в комплексе пользоваться инст­рументами АРИЗ: вепольным анализом и ММЧ. Составной ча­стью практикума по управляемому воображению Является воспи­тание двух принципов сильного мышления - легкости фантазии и жесткой реальности диалектики. Мышлению, основанному на диалектике, присущи три основные черты:

Способность видeть связи явлений и объектов, то есть Систем­ное видение мира;

Способность формулиpовать противоречия, то есть выделять "горячую" точку, узел проблемы;

Способность Видеть любой объект в развитии (его прошлое, настоящее, будущее).

Эти качества важны ДЛЯ синтеза технических решений c по­мощью вепольного анализа.

ЗАДА ЧА 26.5. "Борьба c инерцией терминов". Вопрос: Что i пкое стул? Ответ: Приспособление для сидения. Вопрос: Но раз­пе нельзя Сидеть на пне, камне, земле? (Термин очень быcтpо раз­мывается, захватывая все новые и новые объекты и, наконец, сле­дует Ответ). Ответ: Любая вещественная поверхность, на которой можно сидеть. Вопрос: A если y Вас будут брюки из ферровеще­ства и где-то рядом источник магнитного поля? Отвeт: Выясняет­ся, что на "вещеcтвенной поверхности" можно не только Сидеть, его и ходить в ней. (Далее серия вопросов: - A разве нельзя при­дать человеку свойство пусть пока фантастическое, когда отпадет необходимость в любом "приспособлении для сидения"? Напри­мер, эту функцию будут выполнять мышцы? Иными словами "приспособление" исчезнет, а его функция будет выполняться са­мим объектом, в данном случае - человеком. Можно предполо­жить и большее - в ходе эволюции y человека вообще отпадет не­ибходимость сидеть). Упражнение завершается показом, как уход от термина "стул" подвел нас к раскованному видению объекта в развитии.

ЗАДА ЧА 26.6. Поиск оптимального решения. Портному принесли модную яркую ткань c различными цвeтовыми полоса­ми для летнего костюма. Пожелание заказчика - чтобы не были пидны швы. Но любая по цвету нитка будет выделяться на этом костюме. Спрятать шов во внутрь не позволяет фасон. Как быть?

ОТВЕТ: Желательно, чтобы нить САМА делала шов неви­димым, какого бы цвета не была ткань, то есть нить сливается c цветом ткани. Один из вариантов решения - применение бесцвет­ггых, прозрачных нитей. Они принимают цвет ткани, по которой проходит шов.

ЗАДА ЧА 26.7. На рис. 25 показана эволюция схемы водоза­борной колонки, которая так распространена в небольших горо­дах. От первого до последнего варианта прошли Десятилетия. Сделайте разбор варианта, объясните направление ЭВОЛЮЦИИ.

ОТВЕТ: Направление эволюции понятно: повышeниe удобст­ва, уменьшение затрачиваемыx человеком усилий. При последней схеме (рис. 25г) достаточно налить в ведро полтора-два литра во­ды и оно "само" начнет удерживать рычаг в нaжатом состоянии. Можно лишь удивляться, как психологическая инерция не позволила сразу прийти к такой схеме.

Рис. 25. Эволюция схемы водозаборной колонки (к задаче 26.7)

Мы уже говорили, что понятие "техническая система" под­разумевает любые объекты. Техническую систему (ТС) можно

определить как искусственно созданное материальное единство

взаимосвязанных Элементов, имеющее Целью своего функциони 

рования удовлетворение некоторой потребности окружения

(общества или окружающих технических систем). С этой точки зрения и будем рассматривать все объекты, которые будут встре­чаться в учебных задачах. Можно привести множество примеров,

показывающих закономерности развития технических систем I ии шоция автомобиля, самолета и т.д.). Для учащихся Необходи­мо (для дальнейшего поиска решений) подчеркнуть, что как

I МIЬКО возможности принципа действия системы исчерпаны, НРюисходит замена принципа более пеpспективным (вместо поршневых самолетов - реактивные, затем переход к ракетной Космической технике). C другой cтороны развитие систем идет в

Направлении роста эффективности. Именно поэтому не перестают изобретать велосипед: он становится технологичным, все более =МИМ, занимающим меньше места при хранении и тому подоб­ное.

Вот почему при решении технических задач стремятся найти

возможности достижения полезного результата от максимально­i•З использования ресурсов, заложенных в самой технической сис 

гсме и ее окружении. Для иллюcтpации сказанного, c учащимися МОЖНО рассмотреть приведенную ниже задачу.

ЗАДА цА 26.8. Быки мостов в зимнее время обмерзают, что Неблагоприятно сказываeтся на их долговечности. Необходимо устранить этот недостаток наиболее простым и дешевым спосо 

Е)оМ.


ОТВЕТ: Обозначим качественно разные элементы сиcтемы Оуквами: B, - лед возле быка, В2 - вода, Вз - бык. При этом отме­гим, что B, - "плохое" вещество и хорошим (вернее, желаемым) Состоянием было бы взаимодействие В2 и Вз. Ясно, что для устра­нения Вз надо на него подействовать каким-то полем. Нетрудно догадаться, применительно ко льду, возможны два вида поля, эффективно воздействующих на него:

П„ех - механическое воздействие;

ПТ - тепловое Воздействие.

Поскольку решение должна быть дешевым, то необходимо

поискать "даровые" источники энергии, желательно требуемого

вида. Возможны два варианта решения, если в качестве источни­ка энергии брать окружающую воду. ЕСЛИ еСТь течение, то есть и пмеХ. Но если энергия течения мала или вовсе отсутствует (мост перекинут через залив или бухту), то надо обратиться ко второму варианту. Нижние слои воды зимой всегда теплее верхних и хра­нят значительные запасы ПТ. Причем эта тепловая энергия ниж­них слоев есть всегда, поэтому решение, ориентирующееся на П т будет более yниверсaльным. Производим построение веполя. B конкретном решении (патент США ЛЮ_ 170299) тепло, согласно за 

конам термодинамики, само Идет от теплых слоев воды к холод­ным по теплопроводным металлическим пластинам, поставлен­ным вокруг быка.

Такой разбор задачи по синтезу технической сиcтемы мето­дом вепольных преобразований позволит перейти к самостоя­тельной работе учащихся по намеченному плану. Необходим() лишь помнить, что направляющая и руководящая функция пре­подавателя проявляется в постоянной готовности к разрешении) совместно c учащимися "тупиковых ситуаций". Предлагаемая за­дача достаточно сложна, но разрешима методами вепольного синтеза.

ЗАДА УА 26.9. Поверхности деталей, которые имеют по­верхностный наклеп, обладают высокой усталостной прочно­стью. Наклеп получают при обработке струей стальной дроби диаметром 5 мм, к поверхности которой предъявляется ряд тре­бований. Дробинки не должны Иметь Трещин, раковин и высту­пов, создающих неровности c радиусом кривизны менее 1,5 мм. Особенно недопустимы на дроби остpые скалы. Таким образом, до дробестpуйной обработки дробинки, не отвечающие этим тре­бованиям должны быть отсортированы. Как это сделать, если ручная сортировка крайне неэффективна?

ОТВЕТ: Определимся по терминам, что позволит более точно сформулировать задачу. Сортировка (разделение) дроби предполагает ее перемещение в пространстве, то есть предполага­ет наличие потоков вещества (дроби) и совпадающих c ними по­токов механической энергии. Это уже вещественно-полевая си­туация. Если определить источник этой энергии и найти, каким образом энергопотоки сделать чувcтвительными к форме дроби­нок, то будет определен принцип Действия Технической сиcтемы. B практическом плане нужно обнаружение и отделение негодных дробинок. Следовательно, желательно имeть какое-ни6удь хоро­шо измеряемое и хорошо управляемое поле. Для этого необходи­мо, прежде всего, решить по какому признаку будет происходить сортировка. Если по плотности, то необходима жидкость, имею­щая плотность среднюю между ПЛОТНОСТЯМИ разделяемых объек­тов. Если сортировка идет по размерам, то объекты лучше всего пропустить через сито c мерными ячейками. Для нашей задачи подходящим взаимодействием может стать, например, скатыва­

ггие дробинок по наклонной плоскости, поскольку оно зависит от фпормы дробинок.

Таким образом, в задаче участвуют два вещества. B, - дpобь

В2 - наклонная ПЛОСКОСТЬ, a также два поля: П, - c энергией гра­витационного поля и п2 - c энергией механического движения вещества В,. Чтобы система заработала, необходимо усилить различия во взаимодействии годной и негодной дроби c наклон­ной плоскостью. Из правил вепольных преобразований нам не ПОДХОДИТ ни замена дроби другими B, ни разделение ее на части. Остается лишь присоединение вещества, воздействие полем или комбинация из этик двух вариантов. Если использовать эффект повышения напряженности магнитного поля при уменьшении ра­диуса кривизны, то очевидным становится такой принцип усиле­ния различий в форме дробинок: намагнитить дробинки и обсы­ггать их ферромагнитным порошком. Частицы порошка должны прилипнуть в основном в местах c повышенной напряженностью магнитного поля, то еcть на негодных дробинках.

Теперь весь процесс сводится к тому, что дробинки пра­вильной формы и без дефектов скатываются прямо и попадают в яи1ик c годной продукцией, a дефектные отклоняясь влево и впра­во, неизбежно попадают в два ящика для брака.

Нам удалось выйти на относительно дешевый вариант ав­томатической сортировки дроби.

Представляется, что подробный показ синтеза технической системы c помощью вепольных преобразований, поможет отра­ботать навыки решения подобных задач.

Предлагаем еще несколько задач c ответами для воспитания способностей y учащихся по переходу к новым качествам Систем.

ЗАДА УА 26.10 Для изготовления ребристой тpубы круглую трубу вставляют в прочную ребристую оболочку, закрывают c торцов и внутрь подают воду под большим давлением. Труба принимает форму оболочки. Способ опасен, так как при прорыве гидросистемы высокого давления струя бьет c большой силой и может нанести серьезный ущерб. Приходится принимать дорого­стоящие защитные меры. Нужно предложить простое безопасное устройство для создания высокого давления.

;г ОТВЕТ: В этой вепольной системе можно изменить поле. Залить трубу водой, закрыть с торцов заглушками u заморозить.

При этом объем воды увеличивается, создаются усилия, достаточ­кые для деформации трубы.

ЗАДА ЧА 26.11. Для проветривания теплиц или парников рабочие поднимают в них рамы. Это трудоемкая операция. За­держка oткрытия или закрытия рам, например ночью при Резком изменении темпеpатуры, можeт загубить рассаду. Предложите ав­томатическое устройство ДЛЯ выполнения этой работы.

ОТВЕТ: На основе вепольного анализа предложено делать рaмы из биметаллических пластин. Устройство безотказно рабо­тает за счет "бесплатной" энергии.



Обращаем внимание преподавателей, что подбор задач для решения на данном занятии и для задания на дом можeт быть осуществлен из числа предложенных выше или других (по усмот­рению учителя).
1   2   3   4   5   6   7   8   9

Похожие:

Программа курса раздел творческие способности человека и его возможности. Их развитие на путях технического прогресса iconКоэволюция человека и природы в традиционной культуре северных этносов
«неиндустриальным» спосо­бам жизни и традиционным культурам. Одновременно ведется по­иск решений и на путях научно-технического прогресса:...
Программа курса раздел творческие способности человека и его возможности. Их развитие на путях технического прогресса iconПрограмма курса "история профессиональной области"
Цель курса – показать роль научно-технического прогресса как движущей силы истории. Изучение предмета строится на сочетании лекционных...
Программа курса раздел творческие способности человека и его возможности. Их развитие на путях технического прогресса iconПрограмма элективного курса "Занимательное программирование"
Элективные курсы позволяют поддерживать интерес к предмету и развивать творческие способности учащихся. В программе курса рассмотрены...
Программа курса раздел творческие способности человека и его возможности. Их развитие на путях технического прогресса iconI. организационно-методический раздел
Целью данного курса является формирование четкого представления о путях исторического развития музыкального искусства, его различных...
Программа курса раздел творческие способности человека и его возможности. Их развитие на путях технического прогресса icon«Бионика архитектура будущего»
Бионическая архитектура обращена к человеку, внутреннее пространство такого здания положительно влияет на самочувствие, настроение...
Программа курса раздел творческие способности человека и его возможности. Их развитие на путях технического прогресса iconСпецифика технического знания
Развитие техники и технического знания все в большей степени определяет тенденции и ускоряет развитие самого общества. Сегодня бытие...
Программа курса раздел творческие способности человека и его возможности. Их развитие на путях технического прогресса iconНегативно влияющий на работоспособность специалиста емелин Михаил Юрьевич
Неся в себе деструктивные факторы, они оказывают негативное влияние на жизнедеятельность человека, его моральные и физические качества....
Программа курса раздел творческие способности человека и его возможности. Их развитие на путях технического прогресса icon«день толерантности»
Развивать творческие способности обучающихся, лидерские и организаторские способности
Программа курса раздел творческие способности человека и его возможности. Их развитие на путях технического прогресса iconОсновные организационные формы в крупномасштабном бизнесе
Развитие современного научно-технического прогресса в странах с развитой экономикой обусловлено размерами организации и эффективностью...
Программа курса раздел творческие способности человека и его возможности. Их развитие на путях технического прогресса iconПрограмма дисциплины «Теория и прогнозирование валютного курса»
Теория паритета покупательной способности. Систематические отклонения текущего обменного курса от паритета покупательной способности...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org