Кому адресован этот задачник?

Отвечая на вопросы, заданные в заголовке, рассмотрим три задачи.

Задача A

Цирк. На арене дрессированный лев. Дрессировщик не спеша, осторожно засовывает голову ему в пасть... Почему лев "царь зверей" не кусает дрессировщика?

 

Задача B

Зоопарк. Необходимо измерить длины всех змей с точностью до сантиметра. Служитель, ответственный за змей, заболел. Как быть?

 

Задача C

Несколько столетий назад у берегов Японии затонула шхуна. Команда спаслась, а вот груз вазы из тончайшего фарфора для императорского дворца нет. Никто добраться до них не мог: уж слишком глубоко лежали останки шхуны. И вдруг, уже в нашем веке, редчайшие вазы появились в семьях простых рыбаков из прибрежной деревушки. Как же рыбаки достали вазы с морского дна?

Что-то явно объединяет эти задачи. Но что? Эти задачи давались разным людям: школьникам, учителям, студентам, научным работникам. Выяснились удивительные вещи: около 9О% просто боятся браться за подобные задачи. Почему?

А ведь действительно, на какой они предмет биологию, физику или логику?.. Не понятно. Эти задачи необычные, творческие. И решать такие задачи, тренировать свое мышление в конце ХХ века просто необходимо. Наш век это век стремительно нарастающего количества проблем. Умеют ли их решать люди? Судите сами. В таблице мы приводим возможные сильные, творческие решения и слабые, полученные нами в ходе эксперимента. Причем заметьте, мы почти не разделяем слабые ответы на "детские" и "взрослые" как оказалось, при решении такого класса задач все равны и важны не "домашние заготовки" эрудиции, а умение мыслить.

Решения Задачи А

Слабые: Творческие: На шею дрессировщика одет бронированный ошейник, окрашенный под цвет кожи. Дрессировщик наворачивает губу льва ему же на зубы теперь хищник не сомкнет че-люстей, не прокусив себе губу. Лев сонный из-за действия лекарств. Лев радиоуправляем. Дрессировщик вставляет распорку льву в пасть. Перед тем, как засунуть го-лову в пасть льву, дрессировщик проводит рукой по его горлу. У льва срабатывает глотательный рефлекс и некоторое время он не сможет закрыть рот.

Решения Задачи В

Слабые: Творческие: Не знаю, не специалист!!! Сфотографировать змею и измерить по отпечатку. Посмотрите в энциклопедии. Загнать в поисках пищи в стеклянную трубку и измерить снаружи. Отдайте другому дрессировщику. Охладить и измерить сонную. Измерить по следу на песке или по тени.

Решения Задачи С

Слабые: Творческие: Обучать дельфинов. Зацепить "кошкой". Рыбаки изобрели акваланг. Рыбаки ловили осьминога и на бечевке опускали его на дно. Разъяренный осьминог "скрывался в убежище" залезал в вазу. Оставалось его поднять вместе с вазой.

Можно ли игнорировать подобные задачи?

Можно, при поверхностном обучении. При качественном вряд ли, ибо после подобного обучения, как показывает наш опыт, ученик воспринимает житейские и профессиональные проблемы, не как непреодолимые барьеры, а как задачи, которые надо решать...

В этом сборнике творческие задач лишь средство, а не самоцель. И не столь важно, что решить безошибочно все 100 % задач практически невозможно. Важно другое не бояться решать подобные задачи, не считать полученное решение единственно верным и уметь оценивать свои идеи. Большинство этих задач доступны и школьникам и студентам, вполне годятся для тренингов взрослых специалистов ведь в творчестве, как мы убедились, важно именно мышление, а не груз накопленных знаний...

Поэтому желаем читателям этого сборника здоровья, успехов и красивых решений!

Зам. генерального директора Системы "ТРИЗ ШАНС" И. Л. Викентьев. Контакт: 190031, г.Санкт-Петербург, а.я. 406, дирекция Системы "ТРИЗ-ШАНС".

Предисловие

Сборник творческих задач по биологии, экологии и ТРИЗ предназначен для учителей биологии, природоведения и экологии, а также руководителей биологических кружков и школьников. Его цель помощь преподавателям в обучении детей решению творческих задач.

Чем отличается данный задачник от подобных ему?

1. В задачнике даны теоретические главы по технике решения творческих задач. Показаны способы и приемы решения задач.

2. В задачнике дана классификации задач. (см. Табл. 7) Это позволяет Педагогу делать подборки задач по нужным темам.

3. Также предусмотрена возможность формулирования многих задач в двух и более вариантах.

4. Приведены подсказки, а точнее система подсказок. Введение нескольких подсказок позволяет одновременно использовать различные модели и приемы при решении творческих задач.

5. В ответах к задачам часто приводится несколько решений. Каждую задачу можно и нужно! решать множеством способов, а не одним-единственным "правильным".

6. Работа над выпуском задачников по биологии, экологии... будет продолжена и мы приглашаем читателей принять участие в наших дальнейших проектах.

В качестве методический базы, необходимой при решении творческих задач, в сборнике используется Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ). В частности, в сборнике даны главы, конспективно показывающие, как применять основные модели и понятия ТРИЗ при решении задач. Это:

1. Глава 2 "Основные понятия ТРИЗ".

2. Глава 3 "Каналы восприятия и способы воздействия на биологические объекты".

3. Глава 4 "Классификация задач. Приемы разрешения противоречий."

Для лучшего понимания, все правила по решению задач сведены в таблицы, каждое правило или прием поясняются примерами, а также в текстах задач даны подсказки и специальными символами выделены ответы.

Сборник творческих задач по биологии, экологии и ТРИЗ это коллективный проект системы профессиональных разработчиков, консультантов и преподавателей "ТРИЗ ШАНС". В ходе работы участниками проекта учителями, специалистами по ТРИЗ собирался материал: примеры, задачи. За год было прислано более 200 задач, многие из которых вошли в этот сборник задач, остальные задачи и примеры войдут в следущие выпуски.

Авторство на задачи и примеры в сборнике указано ссылкой на автора. Автор-составитель выражает признательность всем принявшим участие в проекте и благодарит за присланные задачи, примеры и материалы, отзывы на Биозадачник, ценные советы и критику: В.Г. Березину (г. Челябинск), И.Л.Викентьева (г. Санкт-Петербург), А.А.Гина и С.И. Гин (г. Гомель), В.В. Ильинского (г. Москва), И.К.Кайкова (г. Санкт-Петербург), Т.В. Клеймихину (г. Рига), Ю.С. Мурашковского (г. Елгава), А.А. Нестеренко (г. Петрозаводск), В.Г. Сибирякова (г. Новосибирск), А.Б. Сокола (г. Рига), Д.Н. Трифонова (г. Москва), В.А. Бухвалова (г. Рига), Т.М. Гафитулина (г. Жуковский), С.К. Голикова, Е.А. Груздеву (Петрозаводск), Т.В. Евчук (г. Нерчинск), В.И. Ефимова (г.Обнинск), К.А. Лебедева (г. Санкт-Петербург), Е. Лупандину (г. Ростов-на-Дону), Н.Ю. Мурашковского (г. Елгава), В.А. Михайлова (Г. Чебоксары), С. Модестова (г. Санкт-Петербург), А.С. Молчанова (г. Чебоксары), Петрунину Т.П. (г. Пенза), Н.В. Рубину (г. Петрозаводск), А.М. Нестеренко (г. Петрозаводск), А.В. Новожилова (г. Петрозаводск), В.Н. Остапенко (г. Феодосия), И.Н. Самаль (г. Псков), Е.А. Турушева (г. Гомель), К. Усявичуса (г.Вильнюс), Н.Н. Хоменко (г. Минск), Е.М. Черниховича (г. Гомель), В.И. Штогрина и надеется, что совместная работа над следующими версиями Биозадачника продолжится. Составитель выражает особую благодарность И.Л. Викентьеву, помогавшему в формировании теоретической части Задачника и редактировании рукописи. Составитель будет признателен за новые примеры, задачи, решения и разборы уроков, а также за высказанные замечания и предложения по Биозадачнику. Авторство на присланные материалы гарантируется.

Материалы присылайте по следующему адресу: [e-mail]

Табл. 1.

Путеводитель по задачнику

Перечень тем Список номеров задач Биология 1-3, 5-11, 12-13, 14-17, 19-40, 42, 44, 46, 48-102 Экология 9, 22, 23, 29, 43, 47, 63, 64, 65, 92 Социальные изобретения 4, 11, 14, 18, 41, 43, 45, 47 Изобретательские задачи 1-76 Задачи на устранение вредного действия 40-75 Задачи на изменение 1-39 Исследовательские задачи 77-102

Табл. 2.

Авторы первичных текстов задач

Фамилии авторов Номера задач Березина В.Г., Викентьев И.Л. 43 Бухвалов В.А., Мурашковский Ю.С. 26, 92 Викентьев И.Л. 1, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 25, 28, 34, 35, 38, 39, 40, 45, 47, 48, 55, 56, 59, 60, 61, 62, 66, 71, 74, 75, 78, 85, 89, 95, 96, 97 Гафитулин Т.М. 21, 82 Гин С.И. 11, 41 Голиков С.К. 36, 67 Ефремов В.А 3 Злотин Б.Л., Зусман А.В. 72 Кайков И.К. 2, 13 Лебедев К.А. 42, 44 Модестов С.Ю. 19, 98 Нестеренко А.М. 30, 88, 93 Остапенко В.Н. 63, 70 Рубина Н.В. 81 Самаль И.Н. 15 Сибиряков В.Г. 37 Тимохов В.И. 7, 12, 17, 23, 27, 29, 32, 33, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 57, 58, 64, 65 Трифонов Д.Н. 76, 77, 94 Усявичус К. 31, 68, 69, 79, 80, 90 Штогрин В.И. 84

Табл. 3.

Принятые сокращения в тексте

а.с. авторское свидетельство БО биологический объект ИКР идеальный конечный результат ОС (ООС, ПОС) обратная связь (отрицательная и положительная обратные связи) ТРИЗ теория решения изобретательских задач

Глава 1. Рекомендации по использованию сборника

Задачник не заменяет учебник по биологии но его можно использовать на уроках и на факультативных занятиях. Рекомендации:

1. При преподавании биологии и экологии можно использовать сборник задач с разными целями. Например, с такими:

• подобрать интересные примеры и решать задачи из жизни растений, животных, чтобы оживить урок.
• проводить уроки со сквозными темами, например: пауки-изобретатели, пчелы.., как выполнить нужную функцию, как привлечь/отвадить БО...
• познакомиться с механизмами решения изобретательских задач и проводить занятия по ТРИЗ темам.
• совместно с учащимися искать новые решения задач, создавать свои задачи, видоизменять классификацию задач.
• выявлять закономерности при решении задач, например, выявить, какой общий прием применен при решении задач.

2. Многие задачи можно формулировать по-разному в виде исследовательской или изобретательской задачи (см. главу 4). Возьмем, к примеру: Задачу № 83

Пример

КАК СПАСТИ СЕТЬ? Факт: На некоторых паутинах, есть странные утолщения, которые явно демаскируют их. Утолщенные места паутины имеют различную форму: то в виде кругов, то в виде крестов или линий.

 

Составим текст исследовательской задачи: "Долгое время энтомологам казались загадочными действия некоторых видов пауков. Вроде бы чем незаметнее соткана паутина, тем лучше для ее хозяина чаще будут попадаться насекомые. Но на некоторых паутинах есть странные утолщения, явно демаскирующие их. Утолщенные места паутины имеют различную форму: то в виде кругов, то в виде крестов или линий. Зачем же пауку понадобилось это художество?"
Сформулируем изобретательскую задачу: "Чтобы насекомые попали в ловчую сеть пауков, нить паутины должна быть невидимой, прозрачной. Но вот беда: некоторые виды дневных пауков из-за невидимости сети страдают от пролетающих птиц. Можно, конечно, сделать сеть видимой, но тогда в нее не попадут насекомые. Что делать?"

Рассмотрим еще одну задачу

Пример

МЕДВЕЖАТА И МЕДВЕДИЦА Факт: Завидев вдалеке взрослого медведя, медвежата быстро вскарабкиваются на тонкие деревца.

Составим текст исследовательской задачи: "Отправляясь на охоту, медведица оставляет своих малышей одних.Но при ее возвращении медвежата ведут себя очень странно: едва завидев приближающуюся маму, они залезают на тонкие деревца. Почему?"
Сформулируем изобретательскую задачу: "Отправляясь на охоту, медведица оставляет своих малышей одних. Медведи плохо видят и не сразу узнают маму, возвращающуюся с охоты. Дожидаться пока медведь приблизится поближе опасно, а вдруг это чужой взрослый медведь. Он ведь и обидеть может. Как быть медвежатам?" (24, с. 260, 266)

Исходя из потребностей на уроках аналогично можно формулировать в виде исследовательских и изобретательских большинство задач из настоящего задачника.

3.Как решать задачи, представленные в сборнике? Приведем небольшой алгоритм, помогающий решать творческие задачи:

3.1. Выявите тип задачи (см. главу 4).
3.2.Сформулируйте Противоречие, ИКР, определите Ресурсы, используйте приемы разрешения противоречий. (См. главу 2)

Формулировки моделей ТРИЗ даны в подсказках к задачам.

В подсказках указано:

• Тип задачи,
• Противоречие,
• ИКР,
• Приемы для решения.

Примечание 1

Формулировать Противоречия, ИКР можно и в нескольких вариантах это позволяет найти несколько решений. В некоторых задачах даны не все подсказки. Например, иногда в задачах не описано противоречие его описание есть в условии задачи.

3.3. Поиск решения. (см. главы 2-3).

Примечание 2

В текстах задач дан контрольный ответ. Это не отрицает того, что других решений нет, наборот, решений может быть несколько.

Примечание 3

При решении задачи желательно использовать несколько приемов решения задач.(см. главу 4) Например:
Решение задачи № 75

Пример

НЕМАТОДА И КАРТОШКА Перед посадкой картошки поле поливают водой, смешанной с соком подгнившей картошки. Это заставляет вредителей нематод выбраться из своих коконов, в расчете на обилие пищи. Здесь использовано несколько приемов: посредник вкусная пища — копирование нематоде предложили не картошку, а сок от гнилой картошки, а также использован жизненный цикл вредителя.

 

3.4. Анализ найденных решений.

Примечание 4

Найденные решения желательно рассмотреть с позиций идеальности: т.е., оценивая ответы, задавать вопросы: типа: "Насколько сложно и дорого осуществить решение?", "Что плохого в предлагаемом решении?", "Какие нежелательные эффекты возникнут при осуществлении полученного решения?"...

Глава 2. Основные понятия ТРИЗ