XII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Польза головоломок

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Кудисова П.И. 1

---

1МАОУ "Лицей №12" городского округа город Стерлитамак РБ

Мухаметзянова Г.Р. 1

---

1МАОУ "Лицей №12" городского округа город Стерлитамак РБ

Работа в формате PDF

815.7 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Вроде простою казалась задача -

Всё же от вас отвернулась удача.

Вам теперь плакать хочется громко?

Значит - это головоломка!

Матвеева Т.

Головоломка — это один из лучших способов развития интеллектуальных способностей. Не случайно этот вид развлечения называют «зарядкой для ума»! Действительно, при решении головоломки происходит развитие логического и стратегического мышления, пространственного восприятия, памяти, способности к нестандартному взгляду на ситуацию. Головоломки для детей — это не только прекрасный развивающий инструмент, но и — увлекательный способ досуга, благодаря которому ребенок сможет получить настоящее удовольствие от процесса поиска ответа на сложные вопросы.
Современные производители предлагают огромное разнообразие головоломок различного типа и уровня сложности. Все они имеют одно общее свойство: независимо от типа, головоломка предполагает решить зашифрованную особым образом задачу. Для того, чтобы справиться с ее решением, не нужны энциклопедические знания и эрудиция, зато необходимы нестандартный подход, ловкость, сообразительность, логика и интуиция. Именно поэтому со многими головоломками дети справляются гораздо лучше взрослых, ведь их мышление еще не засорено штампами и стереотипами — оно более непосредственно и открыто для поиска нового.
Решение головоломки не приносит, как правило, конкретных знаний, однако дает и малышам, и взрослым гораздо более широкие возможности по восприятию самых разных наук, в частности, математики, геометрии, логики. Гибкость мышления, умение рассматривать проблему под разными углами, развитое воображение — это те качества, которые пригодятся как в обучении, так и в повседневной жизни. Вот почему решение головоломок является одним из самых полезных развлечений для всей семьи.

Головоломки это – очень интересно и познавательно. Различные виды задач и головоломок привлекают нас своей логикой и  таинственностью. Поэтому я захотел сделать работу по этой теме.[3]

Актуальность темы:

Считаю эту тему актуальной, так как в процессе работы с головоломками развивается такое качество, как настойчивость, ведь задания настолько сложные, что их приходится решать заново по нескольку раз, смекалка и умение мыслить неординарно. Головоломки всегда положительным образом воздействуют на наш мозг, тренируют мелкую моторику рук и логику. Очень часто при их решении нужна хорошая зрительная память. Решение головоломок - отличный способ проведения досуга, особенно семейного времяпровождения, ведь они развивают интеллект, сообразительность и креативность мышления. Правильно найденный ответ на заковыристое задание поднимает уровень самооценки, вселяет уверенность в собственных умственных способностях и просто повышает настроение.

Наш мозг нуждается в постоянных упражнениях, чтобы оставаться бодрым и здоровым. Его нужно регулярно тренировать.

Цель: Изучить виды головоломок, изготовить геометрическую головоломку и заинтересовать головоломкой ребенка дошкольного возраста.

Задачи:

Узнать историю возникновения головоломок

Изучить виды головоломок

Изготовить геометрическую головоломку

Выяснить влияет ли занятие головоломкой на увеличение скорости решения задач

Гипотеза исследования: Существуют способы развития математического мышления, для которых не нужны ручка и бумага.

Объект исследования: Головоломки и их польза.

Методы исследования: Поиск информации в различных источниках, наблюдение, сравнение, исследования и анализ полученных данных.

Предмет исследования: Влияние геометрической головоломки на мышление и увеличение скорости решения задач, а так же на развитие математических способностей.

1. Теоретическая часть

История возникновения головоломок

Головоломка — непростая задача, для решения которой, как правило, требуется сообразительность, а не специальные знания высокого уровня. Некоторые головоломки известны с глубокой древности. Оригинальные логические задачи находят на стенах египетских пирамид, в древнегреческих манускриптах и в других исторических памятниках.

Свой неоспоримый вклад в создание и развитие головоломок внесли Древняя Греция, Вавилон, Китай и Индия. Древний Рим очень удивил археологов. При раскопках были обнаружены доски для состязаний в известную в настоящее время «лёгкую» игру «Крестики - нолики».

Эпохой расцвета в средневековой истории головоломок можно считать конец IX века. Рост уровня образования и снижение религиозной нетерпимости к наукам привели к расширению круга любителей логических задач. В это время появилась и первая книга головоломок в Европе — сборник ирландского просветителя Алкуина «Задачи для развития молодого ума». Книга содержала задания различной сложности для детей и подростков.  

Настольные игры-шарады приобрели свою популярность ближе к XIX веку. Для того чтобы не приучать детей к азартным играм, игральные кубики-кости с цифрами заменили на волчки с числовыми значениями по бокам. Символ на выпавшей грани определял количество требуемых ходов.

Восточные народы подарили миру наследие из головоломок, под названием «Шашки», «шахматы», «Нарды» и «Уголки». Прародителем шахмат считается индийская игра чатуранга. Сама же игра, в таком виде, каком её знают сейчас, появилась в I веке нашей эры в северных районах Индии. Предполагается, что шахматы служили неким аналогом битв и сражений, только без кровопролития, чем и заслужили популярность среди древних правителей.

Современное «Лото» появилось в Италии в XVI веке. После своего создания игра-головоломка была запрещена правительством страны и причислена к азартным. В России долгое время «Лото» считалась игрой для состоятельного сословия.

Головоломки в виде пазлов впервые появились в III веке до нашей эры. Родоначальником игры считается квадрат Архимеда.

В Китае в 1800 годах существовала подобная игра под название «Танграм» и состояла из 7 частей. В XIX веке головоломка попала в Европу и Америку.

Следующей была изобретена игра с шариком, который необходимо прокатить по определённой поверхности и попасть в лунку. Это прародитель современного «Лабиринта».

Наиболее широкое распространение головоломки получили на рубеже XIX и XX веков. Благодаря деятельности американца Сэма Лойда и англичанина Генри Дьюдени головоломки проникли во многие периодические издания, стали популярны среди широких слоев населения.

Лойд долгое время считался автором популярнейшей во всем мире головоломки «Пятнашки» (в действительности изобретённой Ноем Палмером Чепмэном из Канастоты). Головоломка была настолько популярной, что некоторые работодатели вынуждены были издать приказ о запрете приносить её на работу.

Следующим толчком в развитии головоломок стало изобретение в 1974 году венгром Эрнё Рубиком знаменитого кубика. Кубик Рубика стал не только игрушкой, но и объектом исследований математиков и инженеров. С тех пор по всему миру регулярно проводятся соревнования по скоростной сборке кубика.

Если обычные головоломки имеют своё решение и давно разгаданы, то истории известны и такие ребусы, которые до сих пор не открыли человечеству своих тайн. Одной из неразгаданных игр для ума является шифр скульптуры «Криптос», которая находится во дворе здания ЦРУ США. Автор памятника скульптор Джим Сенборн зашифровал в металлическом свитке 4 разные фрагменты текста. Прочитать текст, и найти ответ головоломки ещё ни кому не удалось.    

Ещё одним неразгаданным посланием из прошлого является обнаруженный в 1908 году Фестский диск. Головоломка-загадка принадлежит одной из цивилизаций, жившей на острове Крит. Артефакт представляет собой диск, исписанный иероглифами с обеих сторон. Рисунок текста похож на спираль. Специалисты определили, что иероглифы состоят из 45 символов, однако расшифровать послание древнего народа не удалось до сих пор.

Современная индустрия головоломок стремительно развивается. Постоянно на рынке появляются новые игры, конструкции и издания, призванные держать интеллект человека в тонусе, развивать логику, тренировать нестандартное мышление и повышать интеллектуальный уровень в целом.

С 1992 года проводятся чемпионаты мира по пазлспорту — интеллектуальному виду состязаний, в котором участники соревнуются в скоростном решении головоломок на бумаге.[6]

Виды головоломок

Общепринятая классификация головоломок отсутствует, можно лишь условно разделить их на несколько групп:

Устные головоломки — задачи, полное условие которых может быть сообщено в устной форме, не требующие для решения привлечения никаких дополнительных предметов (загадки, шарады, данетки, логические парадоксы). [1,210]

Головоломки с предметами — логические задачи с обычными бытовыми предметами (спичками, монетами, картами и т.п.).[2,17]

Механические головоломки — предметы, специально изготовленные как головоломки (кубик Рубика, змейка Рубика, пятнашки, танграм, ханойская башня, пазлы, меледа, шкатулка с секретом и т. п.). [4]

Печатные головоломки — напечатанные или нарисованные «картинки», в которых надо нарисовать какие-то символы по определенным правилам (кроссворд, ребус, судоку, мосты, какуро, японский кроссворд, забор). [1,68]

Среди множества головоломок имеют особое значение геометрические, т. е. такие, в которых применяются геометрические фигуры: «Танграм», «Колумбово яйцо», «Полимино».[7]

Геометрические головоломки

Геометрия — это окружающий нас мир. Это всё, что можно увидеть, что можно нарисовать, всё, что имеет какую-то визуальную структуру.

На первый взгляд геометрические головоломки кажутся вовсе не относящимися к геометрии. Но в том-то и хитрость, что геометрическая основа замаскирована посторонними деталями, и надо уметь ее обнаружить. А сделать это без знания геометрии если и возможно, то крайне сложно!

Суть игры заключается в конструировании на плоскости разнообразных предметных силуэтов, напоминающих животных, людей, предметы быта, транспорт, буквы, цифры, цветы и т.д. [5]

Благодаря сложности и многообразию геометрических фигур это развивает пространственное воображение, комбинаторные способности, сообразительность, смекалку, а также усидчивость.

Изучая разнообразие геометрических головоломок, можно их условно разделить на три вида:

1) Разбиение квадрата, прямоугольника;

2) Разбиение овала, круга;

3) Полимино.

Виды геометрических головоломок

«Танграм».

В игре – головоломке «Танграм» главной целью является создание фигур из 7 элементов – танов, полученных разрезанием квадрата на семь частей – два больших, два маленьких и один средний треугольник, один квадрат и один параллелограмм.

При решении головоломки требуется соблюдать условия:

при составлении изображений используются все семь фигур;

фигуры должны быть в одной плоскости, т.е. не должны перекрывать друг друга, располагаться поверх других частей;

все части должны быть смежными, т.е. иметь точку соприкосновения с другими частями.[8]

«Колумбово яйцо»

В головоломке «Колумбово яйцо» так же, как и в «Танграм», необходимо создавать фигуры из элементов, которые получают из овала. 

В игре существует только два правила, которые нельзя нарушать:

нужно использовать все детали- 10штук;

части не должны пересекаться, их следует прикладывать друг к другу.[9]

«Полимино»

Полимино, или полиомино (англ. polyomino) — плоские геометрические фигуры, образованные путём соединения нескольких одноклеточных квадратов по их сторонам. Это полиформы, сегменты которых являются квадратами.

Головоломку «Полимино» можно подразделить на виды, в зависимости от количества квадратиков. Из квадратов, соседствующих сторонами, можно сложить n-ое количество различных простых фигур, а из них более сложные геометрические фигуры.

Все названия имеют происхождение от греческого языка: «моно» - один, «до» - два, «три» - три, «тетра» - четыре, «пента» - пять. Особый интерес для среднего звена может составить «Пентамино»: составление из 5 квадратиков различных 12 простых фигур (основа игры), а затем - более сложные геометрические фигуры. Например: сложить из всех фигурок, без перекрытий и зазоров, прямоугольник и т.д.[10]

2. Практическая часть

2.1 Процесс создания головоломки.

Результатом моего проекта является комплект геометрической головоломки «Полимино», который был апробирован на ребенке дошкольного возраста. Данный комплект способствует развитию таких качеств как смекалка, сообразительность, внимательность, формирует умение сопоставлять, сравнивать, устанавливать простые закономерности, закреплять знания о геометрических фигурах, развивать мыслительные процессы, логику, навыки различения цветов и геометрических фигур.

Головоломку я решила сделать из фетра, так как этот материал не требует дополнительной обработки краев, его можно стирать, гладить, сложно помять или порвать. Это приятный на ощупь материал, разнообразный по цвету и толщине.

Для создания комплекта мне понадобилась неделя. Сначала я определилась с видом геометрической головоломки, выбрав «Полимино». Для выполнения работы мне понадобились: швейная машинка, линейка, ножницы, нитки, набор фетра, трафареты геометрических фигур.

2.2 Влияние занятий головоломками на развитие ребенка.

Роль математики в умственном воспитании, в развитии интеллекта бесспорна. Это объясняется тем, что результатами обучения математике являются не только знания, но и определенный стиль мышления. Однако логическое и математическое мышление возможно формировать не только на уроках математики, а также и в свободное от учёбы время. Но, к сожалению, большинство учащихся в перерывах между уроками проявляют интерес к играм на телефонах. Я считаю, что свободное время можно провести с интересом и пользой для ума – решение ребусов и головоломок является самым подходящим вариантом. Они развивают умственные способности детей, которые необходимы для успешного обучения в школе: память, образное и логическое мышление, творческие способности, фантазию, воображение, конструктивное мышление.

Решение головоломок, как правило, требует логического мышления или математической сообразительности, но не специальные знания высокого уровня. А значит, люди разного возраста и образования могут легко организовать свой интеллектуальный досуг. Процесс разгадывания головоломок является эффективным способом развития и воспитания подрастающего поколения, повышает интеллект и сообразительность в любом возрасте, пробуждает скрытые возможности человека.

Б.П. Никитин, автор широко известной технологии развивающих игр, с детства уважал головоломки. В будущем это помогло ему понять, как идёт умственное развитие ребёнка. Б.П. Никитин отмечал, что учителя в школах, как правило, делают детей знающими, изобретатели и пропагандисты головоломок делают детей умными.

Игры-головоломки вызывают у детей огромный интерес, удивление эмоционально захватывает. Процесс решения, поиска ответа, основанный на интересе к задаче, положительном эмоциональном отношении к ней, невозможен без активной мыслительной деятельности. Такие важные качества как смекалка, находчивость, инициатива проявляются лишь в умственной деятельности, основанной на непосредственном интересе. Головоломки позволяют формировать у детей гибкость, инициативность мыслительных процессов, способность переносить сформированные умственные действия на новое содержание.[12]

2.3 Описание методики

Перед проведением опыта я задалась вопросом, как занятия с геометрической головоломкой влияют на мышление и увеличение скорости решения задач. Для достижения поставленной цели я разработала методику, согласно которой, необходимо:

1. Выбрать испытуемых;

2. Использовать для опыта геометрическую головоломку;

3. Определить время для решения примеров – неограниченно;

3. Определить время для сбора головоломки - неограниченно;

4. Результаты внести в таблицу;

5. После проведения опыта сделать вывод.

2.4 Проведение эксперимента

Я решила провести эксперимент с ребенком дошкольного возраста, в этом мне помогла двоюродная сестренка. Эксперимент заключался в том, что до начала опыта я ежедневно в течение недели просила решать её по 10 примеров и фиксировала время, за которое она справилась с задачей.

После я подарила ей геометрическую головоломку и зафиксировала, за сколько она сможет её собрать в первый раз. Затем попросила собирать «полимино» ежедневно.

Затем я каждый выходной день в течение месяца проверяла, как изменилась её скорость решения примеров и как быстро Катя справляется с собиранием головоломки. Данные о затраченном времени на решение примеров и головоломки были занесены в таблицу. По результатам эксперимента видно как менялось время для решения заданий.

Из данных в таблице 1 видно, как в период с 15.11.2020г. до 13.12.2020г. у испытуемого увеличивалась скорость решения данной головоломки с каждым новым её сбором. Так же мы можем видеть, насколько быстрее ребенок стал справляться с примерами.

Таблица 1

Результаты эксперимента:

В заключение эксперимента я сделала вывод о том, что у испытуемой улучшилось качество выполнения заданий, которым она посвящала время, что повлияло на развитие её математических способностей.

Отмечу, что после проведения опыта моя сестренка попросила сделать для неё еще какую-нибудь головоломку, что говорит об усилении интереса к решению каких-либо задач, то есть к математике. Я сшила ей игру- головоломку «Крестики-нолики».

Вывод

Работа, которой я занималась, показалась мне очень увлекательной и познавательной. Я смогла ответить на все интересовавшие меня вопросы. Так, проведенные эксперименты подтвердили, что решение геометрической головоломки развивает мышление, математические способности и увеличивает скорость решения задач.

Я узнала историю происхождения головоломок, их виды, а также познакомился с большим количеством головоломок.

Я рассмотрела виды геометрических головоломок, классифицировала их по форме исходной фигуры. Подготовила комплект геометрической головоломки «Полимино».

Я сделала много интересных открытий для себя, научилась выдвигать гипотезы, проводить эксперименты, делать выводы. Я убедилась, что существуют способы развития математического мышления, для которых не нужны ручка и бумага.

Я поняла, что головоломки положительным образом воздействуют на наш мозг, тренируют логику и пространственное воображение.

Французский философ, писатель, математик и физик Блез Паскаль говорил: «Величие человека - в его способности мыслить». И он же утверждал, что «Предмет математики столь серьезен, что не следует упускать ни одной возможности сделать его более занимательным».

Я считаю, что нужно чаще заниматься решением логических задач и головоломок.

Список использованных источников и литературы

1.Игры и развлечения. Кн.I /Сост. Л.М. Фирсова. - М.: Мол. Гвардия, 1989.-237[3] c., ил.

2.Занимательная арифметика / Я.И. Перельман, худ. А.Л. Бондаренко – Москва: Издательство АСТ – 2018. – 269,[3] с.: ил. – (Простая наука для детей)

3. https://www.igromagazin.ru/library/vidi_golovolomok/

4.http://ipuzzles.ru/articles/mechanical-puzzles-what-is-it/

5.https://inteltoys.ru/catalog/nastolnye-igry/golovolomki/geometricheskie-golovolomki/155.html

6.https://solunsun.ru/istoriya-poyavleniya-golovolomok/

7.https://www.igromagazin.ru/library/vidi_golovolomok/

8.https://ru.wikipedia.org/wiki/Танграм

9.https://ru.wikipedia.org/wiki/Колумбово_яйцо

10.https://ru.wikipedia.org/wiki/Полимино

11.http://smart-kids.su/golovolomki/geometria

12.https://www.maam.ru/detskijsad/razvivayuschie-igry-i-igry-golovolomki-kak-sredstvo-razvitija-intelektualnyh-sposobnostei-starshih-doshkolnikov.html