Вера Вязовцева

Уважаемые коллеги, представляю вашему вниманию материал, который, на первый взгляд, может показаться сложным. Но если разобраться, уверяю – это очень увлекательно, интересно, результативно. Как для детей, так и для педагога. В работе со старшими дошкольниками я активно применяю метод, позволяющий наглядно увидеть и почувствовать природные явления, характер взаимодействия предметов и их элементов. Это метод - Моделирование Маленькими Человечками (ММЧ, который помогает формированию диалектических представлений о различных объектах и процессах живой и неживой природы, развивает мышление ребенка, стимулирует его любознательность. В играх и упражнениях с МЧ развиваются воображение и фантазия, следовательно, создается почва для формирования инициативной, пытливой творческой личности.

Есть множество вариаций использования ММЧ : карточки с нарисованными маленькими человечками , кубики, МЧ из пластика и картона, наконец, «живые» человечки , в роли которых выступают дети.

Сущность ММЧ заключается в представлении о том, что все предметы и вещества состоят из множества МЧ. В зависимости от состояния вещества МЧ ведут себя по-разному.

Человечки твердого вещества крепко держатся за руки и чтобы их разъединить, нужно приложить усилие.

В жидком веществе человечки стоят рядом , слегка касаясь друг друга. Эта связь непрочная : их можно легко отделить друг от друга (отлить воду из стакана и т. д.)

Человечки газообразных веществ постоянно в движении. Помимо основного названия – «бегущие» , дети характеризуют их как «летящие» или «летающие» .

Рассмотрим пример перехода вещества из одного состояния в другое.

Сосулька зимой не тает. Почему? Потому что МЧ (маленьким человечкам ) льда холодно, и они крепко держатся друг за друга. Но вот пришла весна, стало солнце пригревать. Человечки согрелись , начали двигаться, перестали держаться за руки – они лишь касаются друг друга. Лед из твердого состояния перешел в жидкое, т. е. получилась вода. Солнце греет сильнее, человечкам становится жарко . Они сначала отодвинулись друг от друга, а потом разбежались в разные стороны. Вода исчезла, превратилась в пар, т. е. испарилась.

Работа с детьми с применением метода ММЧ проводится в несколько этапов.

Сначала педагог вместе с детьми выясняет, что явления и объекты бывают твердыми, жидкими, газообразными, что можно отнести к этим понятиям. Дети учатся обозначать камень, воду в стакане, пар или дым с помощью нескольких МЧ. Так, например, при моделировании стены дома маленькие человечки являются своеобразными «кирпичиками» , а при моделировании дерева надо исходить из его образа (ствол, ветки) .

Затем моделируют объекты и явления , состоящие из сочетания разнообразных человечков : вода в аквариуме, чашка на блюдце и т. д.

На следующем этапе можно рассматривать объекты и явления не только в статике, но и в движении : льющаяся из крана вода, кипящий чайник. Это необходимо для того, чтобы плавно подвести детей к умению схематизировать взаимодействие , неизбежно возникающее между системами.

После освоения детьми механического ММЧ целесообразно выходить на новый уровень рассмотрения взаимодействия объектов и явлений – схематизацию.

Схема в отличие от механической модели позволяет показать многосложность взаимодействия окружающего мира и отдельно взятого маленького человечка , представляющего твердое, жидкое или газообразное состояние, с помощью определенных символов – математических знаков «+» , «-» . Таким образом, отпадает необходимость рисовать много маленьких человечков .

Чтобы показать соединение, используют «+» , знак «-» используется в том случае , когда мы убираем, отнимаем какой-либо элемент. Можно составлять схемы явления с несколькими знаками.

Например, как можно обозначить карандаш - снаружи деревянный корпус, внутри – графит? Эти 2 составляющих карандаша- твёрдые. Используя изображения человечков , обозначающих твёрдые вещества, и знак «+» , получаем следующую схему (на фото)

А вот так обозначим процесс, когда из лейки вылилась вода :

Вот так можно обозначить стакан с водой, коробку с соком, бутылку с лимонадом и т. д.

К этой схеме можно подобрать множество вариантов - от листка бумаги оторвали кусочек, отломили пластилин от бруска, отпилили сухую ветку от дерева и т. д.

На основе этого метода разработала игры и упражнения , в которые дети с удовольствием играют, обсуждают предложенные объекты, обучают друг друга. Расскажу об игре «Маленькие человечки » , которое изготовила по принципу обычного домино - прямоугольные костяшки домино (у меня они деревянные) разделены на 2 квадрата. На одном квадрате – человечек или схема из нескольких человечков со знаками - или + , а на другой части пластины - один предмет или несколько (кубик, мяч, гвоздь, чашка с горячим чаем, от которого поднимается пар, из крана течёт вода, из фена дует воздух и т. д.). Игроки делят между собой костяшки, устанавливают очерёдность и выстраивают цепочку.

Дети очень любят играть в подвижную игру «Мы - маленькие человечки » . Дети встают в круг и в зависимости от того, какое слово произносит взрослый, дети либо стоят, крепко держась за руки (если, например, воспитатель говорит «камень» , не очень крепко держатся за руки, т. е. взрослый может легко эти руки разъединить («бумага» , начинают бегать (слово «пар» , «дым» , «запах» , стоят рядом, касаясь плечами («вода» , «молоко» , «сок» и др).

С помощью ММЧ можно обыграть различные режимные моменты, объясняя сущность того или иного процесса или ситуации. Например, вот мыло. Мыльные человечки крепко держатся за руки пока сухие. Крепко прижимаются друг к другу пока между ними никого нет. Но вот мыльные человечки встречаются с водой , с которой они дружат. И начинают плавать, нырять, плескаться, невольно опуская руки и отделяясь от остальных. Сначала они плавают поодиночке, потом некоторые, взявшись за руки, водят в воде хоровод. Посмотрите, какие мыльные пузыри плывут по воде. Но они быстро лопаются, так как руки у мыльных человечков мокрые , скользкие, им трудно держаться друг за друга.

Могу назвать в качестве основного источника- статьи преподавателя ТРИЗ Богат В . Ф. в журналах «Ребёнок в детском саду» №5, 6, 2007г. Материал творчески перерабатывался мною, дополнялся. В дальнейшем представлю конспекты занятий с применением метода ММЧ.

Желаю творческих успехов!

Следующий важный этап обсуждения вопроса о регистрации открытий в области общественных наук был связан с законодательным введением в СССР правовой охраны открытий и принятием Положения об открытиях, изобретениях и рационализаторских предложениях (1959 г.), где после обсуждения этой проблемы было оговорено, что на открытия в области общественных наук дипломы не выдаются. Таким образом, законодательство СССР, признавая возможность научных открытий в общественных науках, исключило их из сферы государственного правового регулирования. Указанная норма благополучно была перенесена и в новое Положение об открытиях, изобретениях и рационализаторских предложениях (1973 г.). “На открытия географические, археологические, палеонтологические, на открытия месторождений полезных ископаемых и на открытия в области общественных наук настоящее Положение не распространяется” (п. 10 Положения).

Основным доводом для исключения из законодательных актов регистрации открытий в области общественных наук, было мнение специалистов гражданского права о том, что введение правовой стороны открытий в области общественных наук вызовет отрицательный эффект, так как выводы общественных наук не могут быть оценены с достаточной степенью достоверности в отличие от выводов в области естественных наук. Для проверки таких открытий нужен длительный общественный опыт, а проведение эксперимента ограничено или исключено.

Эти выводы были продиктованы, скорее всего, идеологическими соображениями, а не стремлением повысить заинтересованность ученых в проведении фундаментальных исследований в области общественных наук.

Данная позиция в отношении открытий в области общественных наук, хотя и в несколько смягченном виде , нашла свое отражение в тексте Женевского договора о международной регистрации научных открытий (1978 г.), разработанного и принятого ВОИС по инициативе СССР. В статье 1(2) Договора сказано, что “любое Договаривающееся государство имеет право не применять настоящий Договор к географическим, археологическим и палеонтологическим открытиям, открытиям залежей полезных ископаемых и открытиям в области общественных наук”.

При рассмотрении вопроса о научных открытиях, и в частности о научных открытиях в области общественных наук, нередко проводится аналогия с Нобелевскими премиями. Не отрицая правомерность проведения такой аналогии и не вдаваясь в подробный анализ существенных отличий относительно порядка присуждения Нобелевской премии, и признания научного положения открытием, отметим, что деятельность Нобелевского фонда не только не отрицает возможность регистрации открытий в области общественных наук, а фактически подтверждает необходимость проведения этой работы .

По завещанию А. Нобеля премии присуждаются “... первая часть тому, кто сделает наиболее важное открытие или изобретение в области физики, вторая - тому, кто сделает наиболее важное открытие или усовершенствование в области химии, третья - тому, кто сделает наиболее важное открытие в области физиологии или медицины, четвертая - создавшему наиболее значительное литературное произведение идеалистической направленности, пятая - тому, кто внесет весомый вклад в сплочение народов, ликвидацию или сокращение численности постоянных армий или в развитие мирных инициатив”.

Нобелевский фонд был создан в 1900 году, а в 1968 г. к пяти традиционным Нобелевским премиям добавилась ежегодная премия по экономике, учрежденная по инициативе Шведского банка и присуждаемая Шведской королевской академией наук. За истекший период Нобелевские премии по экономике были присуждены целому ряду ученых - экономистов, обогативших своими открытиями мировую науку, причем оценке достижений этих открытий не помешали приведенные выше сомнения и утверждения о ее невозможности.

Так, первым лауреатом Нобелевской премии по экономике стал Р. Фриш (1969 г.) за создание и применение динамических моделей к анализу экономических процессов.

В 1971 г. Нобелевская премия по экономике была присуждена ученому-экономисту С. Кузнецу за эмпирически обоснованное толкование экономического роста, которое привело к более глубокому пониманию как экономической и социальной структуры, так и процесса развития, в 1973 г. - В.В. Леонтьеву за разработку метода “затраты - выпуск” и за его применение к важным экономическим проблемам. Нобелевские премии по экономике были присуждены также Р. Солоу (1987 г.) за теоретическую разработку актуальных проблем современной рыночной экономики, Г. Беккеру (1992 г.) за расширение сферы макроэкономического анализа и исследования поведения и взаимоотношений людей и целому ряду других известных ученых-экономистов в последующие годы. В 2004 году ученым Ф. Кидланду и Э. Прескотту за вклад в изучение влияния фактора времени на экономическую политику и за исследования движущих сил деловых циклов, в 2005 г. – Р. Ауманну и Т. Шеллингу за углубление понимания сути конфликта и сотрудничества путем анализа теории игр.

Решение о присуждении Нобелевских премий по экономике объясняется, на наш взгляд, прежде всего возрастающим интересом к изучению экономических проблем научными методами и стремлением повысить заинтересованность ученых-экономистов к фундаментальным исследованиям, результаты которых могут оказать существенное влияние на развитие общества.

При рассмотрении зарегистрированных научных открытий, представляющих собой результат экспертной оценки поступающего массива заявок, можно определить характерные приоритетные направления, связанные с изучением человека, теорией информации, социологией, что, на наш взгляд, является закономерным и отражающим современное состояние научных исследований в этих направлениях.

Изучение человека в настоящее время превратилось в общую проблему, поскольку такими исследованиями занимаются представители различных наук, часто не соприкасающихся друг с другом, что снижает эффективность научных исследований. В связи с этим очевидны попытки синтеза научных знаний о человеке с формулировкой обобщенных понятий и проведением комплексных исследований для получения нового фундаментального результата.

Что касается другого приоритетного направления - теории информации, то в науке на сегодняшний день нет единого определения понятия информации, однако информация, по мнению известных ученых-специалистов (К.К. Колин), является главным движущим фактором в самоорганизующихся системах любой природы. Именно информация и информационные процессы играют особую роль в развитии природы и общества. Осознание главенствующей роли информации в природе и социальных явлениях обусловило появление нового фундаментального подхода научного познания - информационного подхода, суть которого заключается в том, что при изучении любого объекта в первую очередь выявляются и анализируются наиболее характерные для него информационные аспекты, определяющие состояние этого объекта и позволяющие прогнозировать его поведение, что дает возможность на практике принимать обоснованные решения.

Третье направление – это открытия , связанные с изучением социологических проблем, в частности, проблем личности, психологии взаимодействия и поведения человека.

Что же такое ТРИЗ?

Ответ прост – это уникальный инструмент для:

- поиска идей,

- выявления и решения многих творческих проблем,

- выбора перспективных направлений развития,

- развития творческого мышления, формирования творческой личности.

Для овладения ТРИЗ необходимо вложить много труда, как при изучении любой другой науки. Стадии овладения определенными навыками превосходно сформулировал великий русский режиссер Константин Станиславский: " Сложное сделать простым, простое сделать привычным, привычное сделать приятным". И далее он говорит о путях достижения этого: "Далеко не все имеют волю и настойчивость, чтобы добраться до настоящего искусства, только знать систему мало. Надо уметь и мочь. Для этого необходима ежедневная, постоянная тренировка".

Основные функции ТРИЗ:

1. Решение творческих и изобретательских задач любой сложности.

2. Прогнозирование систем (ТС) и получение перспективных решений.

3. Развитие качеств творческой личности.

Вспомогательные функции ТРИЗ :

- Решение исследовательских задач.

- Выявление проблем.

- Выявление причин.

- Эффективное использование ресурсов.

- Объективная оценка решений.

- Систематизирование знаний любых областей деятельности.

- Развитие творческого воображения и мышления.

Принципы построения работы по ТРИЗ.

- Минимум сообщения информации, максимум рассуждений.

- Оптимальная форма организации обсуждения проблемных ситуаций.

- Системный подход

- Включение в процессе познания всех доступных для ребенка мыслительных операций и средств восприятия

- Обязательная активизация творческого воображения.

Таким образом, ТРИЗ, с одной стороны, - занимательная игра, с другой - развит ие умственной активности ребенка через творчество. Что дает творчество ребенку?

- Дает возможность проявить себя.

- Стремление получать новую информацию об окружающем.

- Развивает потребность в познавательной деятельности.

- Дает возможность созидать, творить.

- Способствует развитию аналитических способностей.

- Формировать умение развивать и доказывать свою точку зрения.

Этому помогут приемы и методы ТРИЗ.

Существует несколько методов ТРИЗ:

- Метод контрольных вопросов

- Метод морфологического анализа

- Метод синектики

- Метод мозгового штурма

- Метод ресурсов

- Метод каталога

- Метод проб и ошибок

- Метод маленьких человечков

- Метод фокальных объектов

- Морфологический анализ

- Оператор РВС

- Системный анализ

- Метод противоречий

- Методика обучения разгадыванию и составлению загадок и сказок

Можно выделить положительные стороны ТРИЗ :

- У детей обогащается круг представлений, растет словарный запас, развиваются творческие способности.

- ТРИЗ помогает формировать диалектику и логику, способствует преодолению застенчивости, замкнутости, робости; маленький человек учится отстаивать свою точку зрения, а попадая в трудные ситуации самостоятельно находить оригинальные решения.

- ТРИЗ способствует развитию наглядно-образного, причинного, эвристического мышления; памяти, воображения, воздействует на другие психические процессы.

А сейчас на примере метода моделирования маленькими человечками попытаемся с вами разобраться в сути технологии ТРИЗ.

Метод ММЧ

Метод ММЧ – уникален. Уникальность его в том, что с помощь него ребенку можно не только объяснить окружающие его явления, но и наглядно показать его изменения. Для моделирования будем использовать символических заместителей- маленьких человечков. Почему человечков, а не вещества, микробы, атомы? Потому что человечки могут думать, производить действия, вести себя по-разному. Но во всем этом моделировании есть определенные правила, которым нужно следовать:

• Так как деревянные, стеклянные, тканевые, пластмассовые человечки обладают общим свойством- держать форму, то они держаться за руки, руки опущены вниз.

• Человечки молока, чая, воды, киселя и т.д.- это человечки капельки, они принимают форму того сосуда, в котором их наливают. Эти человечки не держатся за руки, руки у них на поясе.

• Воздушные человечки постоянно в движении: они все время куда-то бегут, летят (газ, дым, пар, запах). Обозначения у них любые, главное чтобы они были в движении.

Для моделирования ребенку можно предложить не только картинки с изображением МЧ, но и кубики, где модель будет строиться картинкой к себе, а с другой стороны появится модель-загадка «Что там?»

Детям так же не можно предложить самим нарисовать изображение-обозначение Маленькими человечками.

Можно в роли Маленькими человечками. использовать самих детей. Дети через движения, взаимодействие чувствуют перемены, переход из одной роли в другую, попутно идет отработка мимики, движений, жестов.

С чего начать работу?

• Построить с детьми простейшими модели, где участвуют человечки одного вещества (например: кирпич, воздушный шар, чашка)

• Следующий шаг работы - моделирование взаимодействие двух веществ (например: чашка с водой)

• Освоив эти модели, дети могут моделировать сложные взаимодействия и состояния окружающих предметов, переход из одного состояния в другое (чайник кипит, сосулька растаяла).

Где использовать ММЧ

• С помощью ММЧ можно обыграть любой режимный момент (Наприме: когда дети моют руки)
• С использовании ММЧ интересно проводить познавательные занятия, эксперименты, игры по обучению грамоте, ознакомлению с окружающими. (например: эксперимент с чашкой из льда. При обучении грамоте составление слов или словосочетаний из Маленьких. Человечков, где синие человечки согласные, а красные гласные).
• Использовать моделирование НОД по ФЭМП (например: посвященное изменению длины предметов), где выступают человечками сами дети.
• ММЧ можно использовать в НОД по художественному творчеству.(смешивание красок)

Здравствуйте, читатели!

И еще один рассказ об очередной “ТРИЗ-субботе”. В этот раз попробовали новый формат: мастер-класс по методам ТРИЗ. За одно занятие знакомимся с каким-то методом, используем его для решения какой-то научной задачи и потом пытаемся какую-то из своих собственных жизненных проблем решить с помощью этого метода.

Смысл: сделать каждое занятие законченным и не связанным с другим, чтобы могли участвовать и дети, которые пришли впервые, и “старички”.

У нас под прицелом был метод маленьких человечков — ММЧ . С помощью этого метода можно представить любой объект, их систему или даже процесс. Здесь ключевое слово ПРЕДСТАВИТЬ. Часто слова атомы и молекулы не несут ясного визуального образа, особенно для детей. К тому же, участие маленьких человечков очень сильно снижает психологическую инерцию: само их появление уже немного сказочно и необычно. Поэтому многие расслабляются и начинают думать так, как никогда не стали бы, если бы представляли атомы и молекулы.

Знакомство с методом ММЧ:

Самое приятная и интересная игра для детей: самим превратиться в таких человечков — жидких, твердых или газообразных.

Со школьниками мы сразу попробовали смоделировать некоторые процессы:

• “погружение” пальца в стол
• погружение пальца в воду,
• погружение в пустой стакан с воздухом.

Многие изобретатели придумывали что-то, когда начинали наблюдать за процессом не извне, а представляли его и становились полноценным участником. Для детей это очень полезное упражнение, развивающее умение воображать и мыслить образами.

Следующий способ представить человечков — нарисовать их. Тут я столкнулась со сложностью: рисовать предметы с помощью человечков многим было сложно. Многие скатывались к рисованию не однородной субстанции, а не человечков. Для меня это означает, что не все поняли смысла и какое преимущество дает представление именно человечков, а не кирпичиков, например. Значит надо это преимущество показать очень-очень наглядно.

Кульминацией нашего мастер-класса был эксперимент, который мы пытались понять и объяснить с помощью маленьких человечков. Достаточно простой, но именно он должен был подтолкнуть ребят на правильные рассуждения при решении следующей задачи.

Эксперимент №1:

В пакет набрали немного воды и плотно завязали. Кладем в банку и прокалываем пакет. В итоге вода сначала начинает вытекать фонтанчиком, а потом прекращает. Почему?

С человечками этот эксперимент объясняется очень просто и главное понятно для детей.

Сначала человечкам очень тесно в пакете с водой. Это похоже на душную комнату в которую набилось очень много людей. Всем хочется выйти. И когда открывают дверь (делают прокол), то те человечки, что стоят рядом тут же начинают выбираться наружу. А те, что стоят далеко от входа ждут своей очереди. Но в какой-то момент, человечкам снаружи становится также тесно, как и внутри. Выходить уже нет смысла и человечки перестают выходить из пакета.

Сообщающиеся сосуды, давление — все это будет изучаться только в старших классах на уроках физики. Но уже сейчас можно на доступном языке объяснить детям многие процессы, а главное ДАТЬ им инструмент с помощью которого они могут объяснять многие вещи вокруг. И еще: потом через 5-6 лет на уроках физики все эти процессы и формулы будут не просто заучиваться детьми, а пониматься на абсолютно естественном уровне.

Эксперимент № 2

В стакан с водой кидаем маленький бумажный шарик. Воду переливаем из стакана в стакан и шарик тоже двигается вместе с потоком воды.

Опять моделируем ситуацию с помощью маленьких человечков. Вы оказались в толпе людей (те кто был в час пик в метро — очень хорошо понимают). Очень сложно оставаться неподвижным или идти вспять. Самое простое — идти вместе со всеми. Тоже самое происходит с нашими человечками. Жидкие толкают твердых и несут вместе с собой вперед.

Исследовательская задача:

Неподвижная рыба удильщик приманивает к себе добычу с помощью фонарика на одном из шипов. Одно мгновение и добыча во рту у удильщика. Каким образом, если рыба НЕ ДВИГАЕТСЯ?

Вот какие этапы дети должны пройти, чтобы решить задачку:

Рисуем рыбу и добычу. Но это еще не все? Надо догадаться о третьем участники нашего процесса? Это маленькие человечки воды! Рисуем их тоже.

Теперь надо понять, как эти человечки могут нам помочь? Они как и в эксперименте №2 могут перенести рыбку прямо в рот!

И последняя идея: как заставить человечком воды двигаться? Это посыл к эксперименту №1 . Ведь там человечки очень активно начали двигаться, когда открыли “вход”

ММЧ в жизни детей:

И в конце, я попробовала предложить детям найти свою собственную проблему. Из своей жизни. Считаю, это очень важная часть занятия, потому что фантазировать и придумывать на отвлеченные темы многие уже умеют и очень хорошо. А вот собственные проблемы даже не видят, не умеют их переводить в задачи и тем более решать. А ведь именно для этого нужен ТРИЗ!

Сначала рассказала им небольшую историю, про мальчика Дениса. В ходе истории дети должны были находить его проблемы и превращать их в задачи.

Потом каждый попробовал описать свой день и вспомнить какую-то проблему, а затем превратить ее в задачу.

1. Проблема: Младший брат рушит замки из лего. Задача: Как сделать так, чтобы брат сам перестал трогать мои постройки?
2. Проблема: Младший брат кричит и мешает учить уроки. Задача: Как сделать так чтобы крик брата помогал делать домашнее задание?
3. Проблема: После вырезания на полу много обрезков. Как сделать так чтобы после вырезания НЕ образовывалось обрезков.

Получилось сумбурно, но в целом хорошо. Каждый попробовал решить свою проблему с помощью маленьких человечков и моделирования процесса. Это было уже совсем сложно. И пока актуальный навык все-таки проблемы превращать в задачи. На этим и будем тренироваться дальше.

С уважением, Несютина Ксения

Петров Владимир Михайлович,
Израиль, Тель-Авив, 2002
[email protected]

Основы
теории решения изобретательских задач

7.1.3. Метод моделирования маленькими человечками ММЧ.

Метод моделирования маленькими человечками (ММЧ) предложил Генрих Альтшуллер .

Уже давно замечено, что решение многих задач облегчает представление их в виде моделей. Такое моделирование мы уже частично рассматривали, излагая прием эмпатии (см. п. 2.3) . Но такое моделирование не всегда приносит успех. Особенно сложно с помощью эмпатии моделировать процессы, где требуется разделить объект на части, и это вполне объяснимо. Человеку не свойственно делить себя на части, а при использовании эмпатии в таких процессах он должен представить свое разделение. Именно поэтому такие задачи достаточно сложно решаются этим способом.

Решая многие задачи, знаменитый физик Максвелл представлял себе исследуемый процесс в виде маленьких гномиков, которые могут делать все, что необходимо. Такие гномики в литературе получили название "гномиков Максвелла". Аналогичный метод моделирования с помощью толпы маленьких человечков предложил Г.Альтдуллер. Любой процесс моделируется с помощью маленьких человечков, которые в нашем воображении могут осуществлять любые действия.

Проиллюстрируем и этот метод.

Задача 7.2. Имеется дозатор жидкости, выполненный в виде устройства, показанного на рис. 7.9. Жидкость поступает в ковш дозатора, Когда наберется установленное количество жидкости, дозатор наклонится влево, жидкость выливается. Левая часть дозатора становится легче, дозатор возвращается в исходное положение.
К сожалению, дозатор работает неточно. При наклоне влево, как только начинается слив жидкости, левая часть дозатора становится легче, дозатор возвращается в исходное положение, хотя в ковше остается часть жидкости. "Недолив" зависит от многих факторов (разность левой и правой частей дозатора, вязкость жидкости, трение оси дозатора и пр.), поэтому нельзя просо взять ковш побольше.
Надо устранить описанный недостаток дозатора. Не предлагайте другие дозаторы: суть задачи в усовершенствовании имеющейся конструкции. Помните: надо сохранить присущую ей простоту.
Представим описанную конструкцию в виде модели с помощью маленьких человечков (рис. 7.10).
Анализ данной модели показывает, что человечки противовеса не отвечают необходимым требованиям.

Здесь возникает обостренное (физическое) противоречие "Человечки противовеса должны быть справа, чтобы возвращать дозатор в исходное положение, и не должен быть справа, чтобы человечки жидкости могли полностью сойти".
Такое противоречие может быть разрешено, если человечки противовеса станут подвижными (рис. 7.11). Технически это можно представить, например, как показано на рис. 7.12. Дозатор выполнен в виде корпуса, посаженного на ось, по одну сторону которой расположена мерная емкость, а по другую - каналы с перемещающимся балластом, например шариком 4 .

Разберем еще одну задачу.

Задача 7.3. В гидростроительстве при перекрытиях русел рек и разного рода отсыпках под воду используют саморазгружающиеся (опрокидывающиеся) баржи, в частности, баржи показанные на рис. 7.13 5 . Они состоят из двух отсеков плавучести 1 и 2 ("нос" и "корма"), которые держат баржу на плаву. Между отсеками плавучести находится грузовой трюм 3, выполненный в виде трехгранной призмы.

Стенки трюма имеют отверстия, в трюм всегда проходит вода (без этого трудно было бы опрокидывать баржу и возвращать ее в исходное положение). Вдоль корпуса с обеих сторон расположены воздушные полости 4. Нижняя часть этих полостей открыта. Когда баржу нагружают, она оседает, вода поджимает воздух в воздушных полостях. Когда надо произвести разгрузку баржи, открывают кран 5, воздух выходит, вода заполняет одну бортовую полость, баржа опрокидывается. После того, как груз высыпался, вращающий момент, создаваемый килем 6, автоматически возвращает баржу в исходное положение.

Такие баржи решено было использовать на строительстве Асуанской плотины. В силу специфических условий потребовалось создать баржи грузоподъемностью 500 т с низкой осадкой, то есть, болев широкие и плоские. Построили модель баржи и обнаружили, что модель не возвращается в исходное положение.
Чтобы возвратить баржу в исходное положение, необходимо было делать киль тяжелее, но тогда придется все время возить "мертвый" груз. Чем тяжелее киль, тем меньше полезная грузоподъемность баржи.
Как быть?
Изобразим описанный процесс в виде модели маленьких человечков (рис. 7.14).
При анализе модели убеждаемся, что не справляются с возвращением баржи в исходное положение человечки противовеса. Идеальная модель данной задачи: "Человечки противовеса сами возвращают баржу в исходное положение, не увеличивая свой вес. Или легкий противовес возвращает баржу в исходное положение".
На первый взгляд такое решение противоречит законам природы. Возникает противоречие: "Человечков противовеса должно быть много, чтобы возвратить баржу в исходное положение, и должно быть мало (или вообще их быть не должно), чтобы не возить ""мертвый" груз".
Выход - увеличивать массу человечков противовеса за счет кого-то другого, имеющегося рядом.
Увеличивая массу за счет человечков груза, мы, конечно, перевернем баржу, но они станут человечками противовеса, и опять придется возить "лишний груз" то есть снижать общую грузоподъемность баржи. Таким образом, человечки груза нам не помогли.

Попробуем использовать человечков жидкости. Если они присоединятся к небольшому количеству человечков противовеса, то они смогут возвращать баржу в исходное положение. В воде же они не будут создавать дополнительной массы. Значит, такое решение годится. Остается только подумать, как задержать человечков жидкости около человечков противовеса (рис. 7.15).
Технически такое решение осуществляется в виде полого киля (рис. 7.16).

Саморазгружающаяся баржа выполнена с балластной килевой цистерной, имеющей отверстия в наружных стенках, постоянно сообщающиеся с забортным пространством 6 . Это может быть, например, труба.

Задача 7.4 7 . Во время Второй Мировой войны возникла проблема, как сделать, что бы противник не обнаружил поставленную подводную мину?
Подводная мина в те времена представляла собой сферу, начиненную взрывчаткой, а взрыватели были выполнены в виде "рожек" (рис. 7.17). Мина имеет положительную плавучесть. Она прикреплялась к якорю с помощью троса (минрепа), так чтобы она оставалась на глубине осадки корабля.
Мины вылавливают с помощью специальных кораблей - тральщиков. Между двумя тральщиками натянут трос (трал).
Трос заглубляется с помощью специальных заглубителей. Трос трала подходит к тросу минрепа (рис.7.18). Когда в трал попадает мина (трос трала движется по тросу минрепа), то специальными ножом или взрывным устройством, обрывается минреп. Мина всплывает и ее расстреливают.