Исследовательский проект «Лабиринты»

• 29 марта 2011

Конкурс «Детский исследовательский проект»

Номинация «Математика»

Каждое лето мы всей семьей едем в путешествие. Чтобы не скучать, берем с собой много журналов и книг с логическими задачками. Мне всегда нравилось находить маршруты в лабиринтах. В детских журналах все лабиринты простые, но однажды мне встретился довольно сложный, над которым я трудилась дольше обычного.

И я задумалась, а нет ли таких лабиринтов, из которых нельзя найти выход? Может быть, в журналах специально рисуют такие, из которых легко выбраться, чтобы не расстраивать детей? В пятом классе мы начали изучать очень интересную науку – геометрию. Может она ответит на мой вопрос?

И я решила узнать о лабиринтах больше и посвятила этому свой проект.

Так как ни один из решенных пока мной лабиринтов не оказался безвыходным, я выдвинула гипотезу: безвыходных лабиринтов нет.

Цель проекта: доказательство возможности выхода из любого лабиринта.

Задачи проекта:

• узнать происхождение и значение слова «лабиринт»;
• найти и пройти как можно больше лабиринтов;
• разделить все найденные лабиринты на типы;
• узнать, решались ли лабиринты раньше математическими или геометрическими способами;
• узнать, существует ли современный способ решения лабиринтов;
• узнать, есть ли универсальное решение любого типа лабиринта.

Предмет исследования: алгоритмы решения задачи о лабиринтах.

Объекты исследования: лабиринты разных типов.  

Методы и приемы: анализ тематических источников информации, наблюдения, пробы, эксперименты.

План работы

1. Поиск информации  о происхождении и значении слова «лабиринт».
2. Поиск лабиринтов разных типов.
3. Решение найденных лабиринтов.
4. Поиск универсальных правил решения лабиринтов.
5. Проверка найденных правил на практике.
6. Поиск современного использования правил прохождения лабиринтов.
7. Оформление материалов в виде отчета.
8. Подготовка презентации и защиты проекта.

Ход работы изложен в презентации (см. ниже).

1. Моя гипотеза подтвердилась: безвыходных лабиринтов нет.

2. Метод проб и ошибок применим к лабиринтам – логическим игрушкам, общий план которых виден сверху.

3. Метод правой (левой) руки является наиболее простым и верным, но применим только к односвязным лабиринтам и в том случае, когда не требуется отыскать кратчайший путь.

4. Метод зачеркивания тупиковых ходов является универсальным для решения любого типа лабиринтов, применим как для неформальных исполнителей (людей), так и для формальных (роботов).

5. Зная правило построения лабиринта, можно составлять алгоритм его прохождения для формальных исполнителей (роботов).

Практические результаты:

1. Найдена и оформлена информация о происхождении и значении слова «лабиринт».

2. Найденные лабиринты разделены на типы.

3. Найдены три способа прохождения лабиринтов.

4. Все три способа применены на практике для найденных лабиринтов.

5. Выявлен универсальный способ прохождения лабиринта любого типа – метод зачеркивания тупиковых ходов.

6. Найдено современное использование правил прохождения лабиринтов – в робототехнике.

7. Составлен алгоритм для Лего-робота (на базе NXT-2.0), решающий задачу прохождения лабиринта, созданного по правилу: односвязный лабиринт состоит из множества параллельных коридоров, в которых вход и выход находятся в противоположных стенах.

Заключение

В каждом задании, представленном в форме лабиринта, тесно переплетаются ЛОГИКА, ТВОРЧЕСТВО и ИНТЕЛЛЕКТ. Многие считают решение занимательных задач, таких, как лабиринты, средством для приятного времяпрепровождения, отдыха, но если вдуматься, то становится ясной их гораздо более важная роль. Несомненно, что именно решение занимательных задач является одним из самых мощных инструментов развития человеческого интеллекта. Не зря люди передавали эти задачи устно и письменно из поколения в поколение.

В результате проведенной исследовательской работы я узнала универсальный способ прохождения любого лабиринта, и теперь я точно знаю, что найду выход из любой пещеры, из любого дернового или ледового лабиринта, которые часто строят для забавы.

В ходе выполнения работы я узнала много нового. А некоторые новые понятия меня очень заинтересовали. Например, моя старшая сестра анализировала найденный мной маршрут в цветном лабиринте с использованием графа и матриц. Что это такое? Может быть это станет темой моего следующего проекта…

Исследовательский проект «Лабиринты»

Автор: Борискова Елизавета Юрьевна, 5 «Б» класс, МОУ «СОШ № 112», г. Трехгорный, Челябинская область. Руководитель проекта: Мятиева Галина Алексеевна, учитель математики МОУ «СОШ № 112», высшая квалификационная категория, Отличник народного просвещения, Заслуженный учитель Российской Федерации, педагогический стаж – 45 лет, г. Трехгорный, Челябинская область.