Решение творческих задач. Морфологический анализ.

Этапы урока

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Планируемые результаты

Организационный этап

3мин

Контроль посещаемости. Предложить разделиться на подгруппы по 3-4 человека.
Постановка проблемы. Изобретать-это сложно?

Занимают свои места, проверка готовности к уроку

Личностные: самоорганизация Регулятивные: мотивационная установка на предстоящую работу.

Мотивационно-целевой этап 5мин

Тема урока является достаточно непростой, поэтому с самого начала занятия нужно учесть два аспекта.
1. Растормозить воображение обучающихся нестандартными задачами.
2. Отметить тягу многих талантливых людей науки и техники к классификации всего и всех. Желательно показать, что умение быстро и точно ориентироваться в многообразии понятий и фактов является одним из важнейших элементов творчества.
Задачи на преодоление инерции мышления и на развитие творческого воображения – 5 мин.
Задача 1.
Летит стая напильников с запада на Южный полюс. Что они будут делать, когда прилетят?
Ответ: прилипнут, так как речь идет о магнитном полюсе.
Задача 2.
Один биолог открыл удивительную разновидность амёб. Каждая из них через 1 минуту делилась на две. Биолог кладёт в пробирку амёбу и ровно через час она оказывается заполненной. Сколько времени потребуется, чтобы вся пробирка заполнилась амёбами, если в неё вначале положить две амёбы?
Ответ: 59 минут. Так как две амёбы это просто первый этап деления одной, то мы просто его пропускаем и время заполнения уменьшается всего на его продолжительность 1 минуту.
Задача 3.
Необходимо из 6 карандашей составить 4 равносторонних треугольника со стороной равной длине карандаша.
Ответ: Карандаши сложить в виде пирамиды, каждая сторона которой и является равносторонним треугольником.

Рассаживаются по группам

Познавательные: умение структуировать знания, осознанно строить речевое высказывание, самостоятельное выделение и формулирование познавательной цели.

Коммуникативные: планирование учебного сотрудничества с учителем и одноклассниками.

Регулятивные: умение слушать и высказывать собственное мнение, целеполагание.

Этап актуализации знаний

5мин

Для актуализации опорных знаний напомнить обучающимся о существовании таких методов поиска технических решений как метод проб и ошибок, мозговой штурм, обратный мозговой штурм. С помощью этих методов были сделаны многие значительные открытия и изобретения. Но все они страдают неупорядоченностью поиска решения.
Многим изобретателям приходила на ум заманчивая идея: а нельзя ли получить для каждой задачи список всех возможных вариантов решения? Ведь имея такой перечень, не рискуешь что-либо упустить. Чтобы получить такой полный список, нужен специальный метод. Он и был вызван к жизни, положив начало методам функционально-структурного исследования объектов. Это метод морфологического анализа.

Отвечают на вопросы

Познавательные: умение структуировать знания, осознанно строить речевое высказывание, самостоятельное выделение и формулирование познавательной цели.

Коммуникативные: планирование учебного сотрудничества с учителем и одноклассниками.

Регулятивные: умение слушать и высказывать собственное мнение, целеполагание.

«Открытие» обучающимися нового знания

10мин

Краткая история создания метода его автором Ф. Цвикки.

Термин «морфология» (от греческих слов «форма» и «учение») ввёл в 1796 году И. Гёте – поэт, основоположник морфологии организмов, учения о форме и строении растений и животных. Это не частый случай, когда словотворчество поэта получило широкое признание и распространение во многих науках (в дальнейшем появились морфология человека, морфология почв и т.д.).
Метод возродился в прошлом веке при любопытных обстоятельствах. В 1942 году Ф. Цвикки, швейцарский астроном, опасаясь возможного захвата страны фашистами, переехал в США и поступил на работу в фирму «Аэроджент инжиниринг корпорейшн». Хотя к тому времени Ф Цвикки был уже известным астрономом, автором открытия нейтральных звёзд, фирма не возлагала особых надежд на его творческие идеи в создании ракет, разработкой которых она занималась. Каково же было общее удивление, когда в течение короткого времени Ф Цвикки предложил большое количество оригинальных технических решений. Всё объяснилось просто. Он перенёс в технику метод построения многомерных диаграмм , так удачно помогавший ему в разработке астрономических приборов. Сам Ф. Цвикки не дал развёрнутого определения понятию «морфологический анализ», указав лишь, что это метод нахождения всех вариантов решения проблемы. Однако достоинства метода были очевидны, его модификации послужили основой для многих методов поиска, появившихся впоследствии в различных странах.
Многомерные таблицы, построение которых является сущностью метода, получили несколько странное название «морфологический ящик», хотя корректнее считается употребление математического термина «матрица».
Пользуясь этим методом, Ф Цвикки в 1943 году составил небольшой «ящик». Содержащий 576 вариантов двигателя, в числе которых оказались и секретные немецкие самолёт-снаряд «Фау-1» и ракета «Фау-2». А в 1951 году, пользуясь данным методом для прогнозирования только одного типа реактивного двигателя, он получил 36864 комбинации.

Поиск новых технических решений, по правилам предложенным Ф Цвикки, предусматривает несколько последовательных этапов.
1. Формулировка цели, задачи, возможно более полного и точного определения исследуемого объекта.
2. Расчленение объекта (процесса, проблемы) на важнейшие функциональные узлы (параметры), выявление набора характеристик.
3. Определение по каждой характеристике возможных вариантов её использования.

4. Выбор решения из морфологического ящика и определение их функциональной ценности. При этом отбрасывают не новые, исключают технически несовместимые.

При наличии большого количества характеристик наиболее предпочтительно использовать морфологический ящик вместо морфологической таблицы.
Он позволяет более наглядно представить возможные варианты комбинирования элементов объекта или системы.

Смотрят слайд-презентацию

Познавательные:

построение логической цепи рассуждений.

Коммуникативные:

инициативное сотрудничество в поиске и выборе информации.

Регулятивные: целеполагание.

Первичное закрепление 5мин

Использование метода морфологического ящика рассматривается на примере выбора упаковки для молока,
используя этапы морфологического анализа.
1.Упаковка для молока должна удовлетворять каким требованиям?
(прочность, дешевизна, удобство складирования, водонепроницаемость, нетоксичность и т.д.).
2.Какие характеристики упаковки являются важными?
(объём, форма, материал).
По каждой характеристике определяем возможные варианты:
- объём – 0,2; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0 литра.
- форма – шар, пирамида, параллелепипед, конус, цилиндр.
- материал – стекло, металл, бумага, целлофан, пластмасса, дерево, полимерная плёнка.
Строим трёхмерный морфологический ящик и предлагаем выбрать наиболее рациональные варианты упаковки для молока.

В качестве альтернативного варианта можно предложить задачу изготовления подарка.
Каждый из нас хотя бы однажды сталкивался с проблемой выбора или изготовления подарка к какому-либо празднику или торжеству. Чаще всего, не зная что подарить, мы идём по пути наименьшего сопротивления и дарим просто деньги в конверте.
Попробуем решить эту задачу с помощью морфологического анализа.
Выбор оригинального подарка совсем даже не простая задача. На ум приходят только стандартные варианты типа цветов, конфет, ангелочков и т.д.
Итак, составляем двумерную морфологическую матрицу. На горизонтальной оси отмечаем стандартные типы подарков, а на вертикальной всевозможные материалы и предметы для изготовления. Материалы и предметы выбираем просто из того, что было вокруг в классе.

Смотрят слайды, слушают учителя, отвечают на вопросы

Познавательные: умение структуировать знания, осознанно строить речевые высказывания., умение планировать свою трудовую деятельность.

Коммуникативные: планирование учебного сотрудничества с учителем и одноклассниками.

Регулятивные: умение составлять план и последовательность действий.

Практическая деятельность.

15мин

Каждой из групп предлагается разработать морфологическую двумерную матрицу на объект.
Обучающиеся самостоятельно выбирают наиболее значимые параметры для составления осей матрицы. Определяют наиболее подходящий, с их точки зрения вариант, и защищают своё решение. Например: - Придумать новый рецепт пиццы, упаковки для подарка, пройдя все этапы метода морфологического анализа.

Работа в группах

Познавательные: умение осуществлять выбор способов решения творческих задач, самостоятельно осуществлять поиск и выделение информации для выполнения творческих заданий.

Коммуникативные: умение учитывать разные мнения, самостоятельно выстраивать свою деятельность, планировать совместную работу.

Регулятивные: выделение и осознание того, что уже усвоено и что еще подлежит усвоению, осознание качества и уровня усвоения.

Рефлексия деятельности (итог занятия)

2мин

В заключении учащиеся вместе с учителем делают вывод:
1. Морфологический анализ позволяет получить большое количество сочетаний всевозможных вариантов решений, в том числе и самых неординарных.
2. Главный недостаток данного метода - в обилии возможных вариантов и трудности выбора единственно правильного.

Что вы почерпнули для себя интересного, может быть узнали что-то новое?

Изобретать- это сложно?

Отвечают на вопросы, оценивают свою деятельность

Познавательные: обоснование качества деятельности.

Коммуникативные: умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли.

Регулятивные: умение самостоятельно оценивать и анализировать собственную деятельность.

Домашнее задание

Домашнее задание: составить морфологическую матрицу и выбрать варианты с обоснованием выбора для какой либо бытовой вещи (стол, стул, бра, чайник). Количество осей не более 3.