Турнир по решению изобретательских задач в рамках «Недели открытий и изобретений»

В нашей школе в этом году, в честь 1380 годовщины со дня рождения И.П. Кулибина был проведён цикл мероприятий, посвящённых изобретениям и изобретателям. В частности был проведён турнир по решению изобретательских задач. Т.к. учащиеся не знакомы с алгоритмом решения изобретательских зада, то первоначально необходим установочный «семинар», консультации; примеры технологии решения задач. Затем каждому классу в виде домашнего задания давались задачи (по одной) и учащиеся автоматически становились экспертами по этой задаче, которую предварительно проверял педагог. Остальные команды классов (по 5 человек), незнакомые с этой задачей решали задачу коллегиально, по принципу мозгового штурма «Что? Где? Когда?»

ПРИМЕРЫ АЛГОРИТМОВ РЕШЕНИЯ

ЗАДАЧА 1.
В рассказе Джека Лондона «Сказание о Кише» Киша подозревали в колдовстве, и он раскрыл секрет своей охоты, тогда всем стало ясно, что он никак не связан со злыми дУхами, а просто очень сообразительный парень.
«Он взял узкую полоску китового уса и показал ее всем. Концы у нее были острые, как иглы. Киш стал осторожно скатывать ус, пока он не исчез у него в руке; тогда он внезапно разжал руку, - и ус сразу распрямился. Затем Киш взял кусок тюленьего жира…» и смастерил ловушку.

Как сделана и как работает «ловушка» для медведя?

ИСХОДНАЯ СИТУАЦИЯРЕШИ ЗАДАЧУ ПО АЛГОРИТМУ:

Конфликтующая пара

ИКР

Ресурсы

Идеи решения с использованием ресурсов

Объединение

ИКР+ Ресурсы

ВОЗМОЖНЫЙ ОТВЕТ

• Объединение ИКР+ ресурсы

  Медведь околевает сам благодаря изготовлению ловушки, сделанной с учётом свойств китового уса и тюленьего жира

  ИСПОЛЬЗУЕМ ПРИЁМЫ «ФАЗОВЫЙ ПЕРЕХОД» + «ПЕРЕХОД В ДРУГОЕ ИЗМЕРЕНИЕ»

  Приспособление употребляют для охоты на Б. медведя следующий способ: берут острую полоску китового уса, дюйма 4 длиной, свертывают ее спиралью, заливают тюленьим жиром, которому дают застыть, и затем кладут как приманку. Когда приманка эта попадет в желудок Б. медведя, то жир растапливается, китовый ус распрямляется и разрывает желудок и другие внутренности, вследствие чего животное околевает

  Ресурсы:

  Свойства китового уса

  Свойства тюленьего жира

  ИКР: медведь околевает сам

  Конфликтующая пара:

  • отсутствие оружия

  • безопасность

  

ЗАДАЧА 2

«В корзине с провизией он нашел пирог, паштет из дичи, холодную курицу, помидоры, салат, сандвичи с ветчиной и креветками, большой кекс, ножи, вилки, бумажные тарелки, самосогревающиеся жестянки с кофе и какао, хлеб, масло и мармелад.» - это цитата из романа Г. Уэллса "Война в воздухе", написанным им в далеком 1907 году. В этом произведении как мы видим уже упоминаются саморазогревающиеся консервы. Как же они работали? «Среди всего прочего он нашел несколько жестянок жидкого какао с подробной инструкцией, как их открывать, и незамедлительно ею воспользовался. В обозначенных местах он проделал в дне банки ключом дырочки, и она сразу стала нагреваться. Вскоре он уже еле держал ее в руках. Тогда он вскрыл банку с другого конца - какао чуть ли не кипело без всякой помощи спичек или огня. Это давнишнее изобретение было Берту неизвестно.»

Как работает такой подогрев? Придумай самонагревающуюся кружку.

ИСХОДНАЯ СИТУАЦИЯРЕШИ ЗАДАЧУ ПО АЛГОРИТМУ:

Конфликтующая пара

ИКР

Ресурсы

Идеи решения с использованием ресурсов

Объединение

ИКР+ Ресурсы

Идеи решения с использованием ресурсов

ИСПОЛЬЗУЕМ ПРИЁМЫ «ФАЗОВЫЙ ПЕРЕХОД» + «ПОСРЕДНИК»

Воспользуемся аналогией с грелкой, работающей по необходимому нам принципу.

Существует грелка, которая представляет собой прочный пластиковый пакет с нетоксичным раствором ацетата натрия - соли широко применяемой в медицинской и пищевой промышленности. Внутри пакета находится кнопка-активатор, состоящая из металлической мембраны, вставленной в пластмассовый корпус. При нажатии на мембрану образуется центр кристаллизации, вызывая фазовый переход раствора из жидкого состояния в твердое с выделением тепла до +54 град/С, что оптимально для человеческого организма.

Для включения грелки надавите с усилием на ребристую сторону металлической пластины кнопки-активатора, плавающей внутри грелки. Если нужно, повторите нажатие до начала кристаллизации раствора, белой волной распространяющейся от кнопки с эффектом разогрева. Подождите несколько секунд для распространения тепла по всему пакету и энергично разомните грелку в руках.

Сконструируем кружку с двойными стенками (внешняя часть должна быть из мягкого пластика, а внутренняя жёсткая). Между стенками будет находиться раствор ацетата натрия. Поместим между стенками металлическую пластину кнопки-активатора, по аналогии с грелкой. Наша кружка готова

ВОЗМОЖНЫЙ ОТВЕТ

• Конфликтующая пара:

  • Нет источников нагревания

  • Нужен горячий напиток

ИКР

Напиток нагревается сам

Ресурсы -

выделение (поглощение) энергии при изменении агрегатных состояний

введение центров кристаллизации в среду и получение эффекта

Объединение ИКР+ Ресурсы

Напиток охлаждается в кружке самопроизвольно благодаря изменению агрегатного состояния вещества используя «организацию» центров кристаллизации

ЗАДАЧА 3

ВСЯ НЕОБЪЯТНАЯ ФИЗИКА

Анри Грижо, пациент психиатрической клиники, изобретал... твердую воду. Не лед, а именно твердую воду, которая не плавилась бы по крайней мере до 200 градусов. И это удалось... в фантастическом рассказе польского писателя Стефана Вайнфельда «Сумасшедший». Грижо получил белый, похожий на пудру порошок. При сильном нагревании порошок превращался в обыкновенную чистую воду.

Рассказ был опубликован в 1964 году. А три года спустя и в самом деле изобрели твердую воду, состоящую из смеси 90 процентов воды с 10 процентами кремниевой кислоты. Твердая вода действительно оказалась похожей на белую пудру.

Под действием водоотталкивающей кремниевой кислоты вода распадается на мелкие капельки диаметром около 2-х микрон. Каждая капелька окутывается тончайшей прочной плёнкой кислоты и вода превращается в порошок.

По мнению специалистов, сухая вода окажется очень полезной при производстве порошкообразных продуктов. Добавка всего лишь 0,5 % сухой воды устраняет образование комков

Придумай способ, как можно применить «сухую воду».

ИСХОДНАЯ СИТУАЦИЯРЕШИ ЗАДАЧУ ПО АЛГОРИТМУ:

Конфликтующая пара

ИКР

Ресурсы

Идеи решения с использованием ресурсов

Объединение

ИКР+ Ресурсы

По мнению специалистов, сухая вода окажется очень полезной при производстве различных порошкообразных продуктов. Добавка всего лишь 0,5 процента сухой воды устранит образование комков. Например, порошковые огнетушители каждые шесть месяцев приходится проверять, потому что порошок иногда слипается в комки. Сухая вода в гасящей смеси сделает такие огнетушители «вечными».

ПРИМЕРЫ ЗАДАЧ ТУРНИРА

1. Как камень сам ушёл со двора?

Ресурсы:

• «Вредное стало полезным»

• кувалда;

• костёр; вода;

• резцы по камню;

• лопата

2. Помоги вороне напиться

Ресурсы:

платок, трубчатые растения; целлофановый пакет; кружка; камни; песок

3. 1.Как достать улетевший шарик, заполненный гелеем?

2. Как измерить глубину воды?

3. Как измерить высоту пещеры?

Ресурсы:

• шары

• жевательные резинки;

• конфеты;

• печенье;

• сосулька

4. Как нитку продели сквозь раковину?

Ресурсы:

• насекомое;

• Нитка «сама пройдёт»; воздух;

• магнит

Перед вами конструкция самозакрывающегося от дождя окна.

5. Как усовершенствовать способ и сделать чтобы оно ещё и открывалось?

Ресурсы:

второй более маленький котелок; жёлоб; капиллярная верёвка; противовес; кусочек сахара

Задачи взяты из книги

Иванов Г.И. Денис-изобретатель. Книга для развития изобретательских способностей детей младших и средних классов.- СПб.:ИГ «Весь», 2014.- 256