Методика решения задач по физике с помощью ТРИЗ-технологии
методическая разработка по физике по теме

1.

Описание проблемной ситуации

1.1.

Формулируем ситуацию

Самое любимое занятие и детей, и взрослых зимой – это катание с горок. Но это опасно, так как можно сильно удариться в случае падения. Придумать безопасную для здоровья человека горку.

1.2.

Отвечаем на вопрос, что дано, т.е. описываем систему, в которой возникла задача.

Дано: горка, снежно-ледяное покрытие,  человек, катающийся с горки,

санки -"ледянка".

2.

Вычленение конкретной задачи из проблемной ситуации

2.1.

Формулируем пару противоречий элемента

Если горка высокая (высота больше),

 то положительное действие - скорость катающегося будет все время увеличиваться, а именно от этого катающийся будет  получать большее удовольствие, но отрицательное действие - сила удара в случае, если человек во что-то врежется, тоже увеличится, что сделает удар более опасным.

2.2.

Выбор конфликтующей пары

Выбираем инструмент и изделие.

 Для этого отвечаем на вопросы:

 - Ради кого (чего?) задача?

- Что меняем? (изделие)

- Чем меняем? (инструмент)

ГОРКА придает ЧЕЛОВЕКУ ускорение, но УВЕЛИЧИВАЕТ СИЛУ, с которой человек врезается в преграду.

2.3.

Определение места и времени конфликта.

Определяем место и время, в которых надо непосредственно устранить конфликт.

Место - поверхность горки (вместе с краями, в которые опасно врезаться, буграми на самой поверхности горки). Время - от начала до конца движения по горке.

2.4.

Формулировка ИКР.

Неизвестный ресурс во время катания, на поверхности горки,  САМ, без затрат, снижает силу удара, сохраняя высокое ускорение.

 Обратимся к ресурсам и посмотрим, что может играть роль неизвестного ресурса в нашем случае.

 Снег, воздух, одежда катающегося, ледянка...

 Снег ...САМ...

 Воздух... САМ...

 Форма горки - сама.

 Одежда катающегося... САМА...

3.

Формулируем физическое противоречие

Снег должен быть мягким, рыхлым, чтобы смягчать удары - и должен быть твердым, утоптанным, чтобы увеличить ускорение

 Воздух должен быть плотным, направленным, чтобы смягчать силу удара и должен быть неплотным, "стоячим", чтобы не гасить ускорение во время движения.

 Форма горки должна быть неровной, чтобы  гасить силу удара и должна быть ровной, чтобы увеличить ускорение во время движения.

 Одежда должна быть обтекаемой, чтобы увеличить ускорение - и должна быть широкой, с неровностями, чтобы гасить силу удара

4.

Построение абстрактной модели решения

4.1.

Формулировка идеального конечного результата, ориентированного на физическое противоречие.

Снег САМ становится рыхлым по краям, оставаясь плотным на поверхности горки.

4.2.

Разрешение противоречия признака (ФП).

Разрешаем противоречие, пользуясь таблицей способов разрешения противоречий признака.

Снег на поверхности горки - твердый, утоптанный, а по бортам - рыхлый, сугробами (это очевидная идея, но она еще не дает идеального конечного результата).

 Снег сам  плотный, вместе с воздухом - рыхлый.

 Снег сам - плотный, вместе с чем-то - рыхлый.

5.

Выявление ресурсов, выход на конкретное решение.

Самое простое решение - разрешение в частях - защитить борта и конец горки рыхлым снегом, который будет при ударе служить амортизатором.

 Решение для ресурса формы - тоже разрешение в частях. По бортам и в конце горки сделать мягкие трамплины, чтобы они в этом месте меняли направление движения и гасили скорость. Чтобы уточнить их форму и размеры, нужно произвести расчеты (решить задачи из курса школьной физике).

 Решение для воздуха - разрешения в частях и системными переходами (сам - так, вместе - наоборот). Еще одна задача по физике: продумать форму горки таким образом, чтобы она меняла направление потока воздуха.

6.

Формулировка и решение подзадач.

Если остановиться, на идее защищать борта горки снегом, то способы разрешения противоречий наталкивают на решение подзадачи: возобновлять по бортам горки рыхлый снег. Для этого  можно встроить в борта простые приспособления (например, пружинки) для рыхления снега.

7.

Рефлексия.

Вспоминаем, в чем заключалась задача, как мы ее решали?

 Какие шаги были самые сложные?

 Что мешало решать проблему и почему?