Познавательно – практическое занятие
поисковой направленности
«Мастерская природы»
Автор: ,
учитель МБОУ СШ № 51
г. Архангельск
«Мастерская природы»
Одна только природа –
наставница высших умов.
Леонардо да Винчи,
итальянский художник,
учёный и изобретатель
Цель: изучение природы – как гениального конструктора, инженера, художника и великого строителя
Задачи:
- сформировать представление о новой науке – бионике, некоторых биологических системах живой природы, представляющих интерес для биоников;
- воспитывать бережное отношение к природе;
- воспитывать нравственные и эстетические чувства по отношению к природе;
- развивать интерес к природе и проблемам её охраны;
- развивать кругозор учащихся, любознательность, творческое мышление;
- формировать навыки общения и работы в группах;
- выявлять потенциал лидеров
Материалы и оборудование: мультимедиа, презентации «Примеры бионики», застёжка-липа – 4шт., карточки с изображением некоторых цветущих растений Архангельской области – 4 шт., 4 листа А-4, фломастеры, яичная скорлупа, яйцо, карточки «Прототипы из живого мира» - 4 шт., модель Эйфелевой башни, раковины моллюсков, ёлочное украшение в виде луковицы, 2 листа бумаги А-4, деревянные бруски, трубочки, стебли злаковых, свёрла, ластики в виде морских звёзд
Структура занятия:
I. Организационно – мотивационный момент 7 мин. Дети распределены на 4 микрогруппы по 6 человек. Правила работы в группе:
- правило поднятой руки
- активное участие каждого
- выслушивать и уважать мнение любого члена группы
- решающее слово за лидером
Выберите лидера группы, который будет отвечать за координацию работы группы.
Тема занятия завуалирована.
Скажите, ребята, кто из вас знает, что такое бионика?
На ваших столах липучка, которую мы применяем в качестве застёжки. А также на листе изображены ряд цветущих растений Архангельской области (см. прил.1). Внимание вопрос! Какая связь может быть с этим предметом (липучкой) и одним из растений, изображённых на листе? (1 мин. на обсуждение).
Правильно, липучка похожа на плоды репейника, которые легко прицепляются к шерсти животных.
Иначе говоря, плоды репейника стали прототипом (образцом) для создания «липучки». Запатентовал застёжку – «липучку» в 1948 году швейцарский инженер Жорж де Местраль. Гуляя со своей собакой, он обратил внимание, что к её шерсти цепляются плоды репейника и изобрёл липучку.
Презентация. Это один из удачных примеров бионики – науки, которая занимается изучением принципов построения и функционирования биологических систем (живых организмов) и применением полученных знаний для создания новых машин, строительных конструкций и усовершенствования уже имеющихся.
Попросту говоря, люди учатся у природы. Подсматривают, как устроены и работают живые организмы и воплощают это на практике.
II. Этап коллективного целеполагания и планирования 2 мин
А сейчас я вас приглашаю в мастерскую природы, в которой мы создадим книгу. Как вы думаете, чтобы эту книгу создать, что надо сделать?
(Познакомиться подробнее с наукой бионикой и привести примеры в ходе
изучения природы – как гениального конструктора, инженера, художника и великого строителя).
III. Проведение КТД 25 мин.
Мир вокруг нас полон удивительных тайн и загадок. С незапамятных времён людям было свойственно любопытство и стремление проникнуть в тайны природы. Конечно, человек учился у неё всегда. Заметив, как устроены клыки хищников, он пытался (что сделать?) заточить свои орудия; первые жилища человек сделал по образцу жилищ (кого?) животных, перенимал у животных и способы сохранения пищи. И чем дальше, тем лучше учился человек заимствовать у природы решения своих проблем, использовать её достижения. Для сознательного поиска отобранных в течение миллионов лет, природных изобретений и возникла новая наука бионика. Произошло это в 1960 году.
А сейчас задание группам. У вас на столах лежат спиралевидные свёрла. Вопрос. Что или кто может являться прототипом (образцом) из живого мира для создания этой детали? Нарисовать крупно схематично один рисунок. (2 мин).
(Ответ: молодые листья папоротника, паутина, вьющиеся растения, усики гороха, раковина моллюска).
Действительно, спираль – одна из форм проявления движения, роста и развития жизни. По закону спирали развивается Галактика и живой организм, напр., растения. Помните, молодой лист папоротника в виде улитки.
Хорошо! Молодцы!
Биология – наука о живой природе. Бионика – одна из тех наук, которая теснейшим образом связана с живой природой и которая остро ощущает необходимость в сохранении оставшихся видов на Земле. Не исключено, что среди исчезнувших с лица нашей планеты видов были и такие, которые могли бы помочь науке решить не одну техническую проблему (примером тому являются чудесные свойства некоторых реликтов наших дней). Скажите, какие организмы мы называем реликтами? (организмы, дошедшие до нас из древности).
Презентация. За последние 500 лет по вине человека исчезло с лица Земли 844 вида животных и растений! А ведь человек – это не царь природы, а лишь его часть. Надо помнить экологический принцип «Каждое живое существо имеет право на жизнь, независимо от степени его полезности для человека!» Тем более, что многие живые существа действительно предоставили человеку удивительный шанс на новые и новые изобретения.
А сейчас, ребята, в нашей мастерской давайте попробуем себя в роли изобретателей. У вас на столах таблица с заданием. Напишите, какое изобретение может быть сделано человеком по аналогии с живыми существами (см. прил.) – 3 мин. Группы отчитываются по работе. Обратите внимание на последний рисунок (яйцо).
Демонстрация с яйцом и яичной скорлупой. Обратите внимание на яичную скорлупу на ваших столах. Толщина скорлупы куриного яйца – доли мм. Но раздавить его пальцами с концов практически невозможно. В чём же причина такой прочности? (Главным образом в её геометрической форме, а также в строении скорлупы. Скорлупа состоит из 7 оболочек и тонкой плёнки. Она как бы стягивает конструкцию скорлупы). Эта плёнка в своё время здорово помогла строителям (арочные конструкции, куполообразные крыши).
Ещё один пример бионики. Знаете ли вы это северное растение? (Манжетка). Вопрос! Что можно было подсмотреть у этого растения, чтобы перекрыть зал ожидания курского вокзала в Москве? Презентация (см. прил.)
Давайте проверим это! У вас на столах есть 2 листа бумаги и два бруска. Один лист сложите гармошкой, другой оставьте не согнутым. Положите оба листа по очереди на бруски и сверху на них положите что-нибудь, например телефон. Какая конструкция прогнулась? Да, не согнутая. Вот это свойство, подсмотренное в живом мире, широко использует человек в строительстве. Складчатые конструкции прочнее.
Примеров бионики много. На занятии в мастерской мы привели лишь некоторые из них.
А сейчас мы с вами создадим увлекательную книгу, которую назовём «Мастерская природы». Внимание, задание! На ваших столах лежат 4 листа, иллюстрирующие примеры бионики и 4 листа с текстом – описанием этих примеров. Соотнесите картинки с текстом и положите их в один файл – это и будет лист нашей книги.
Вот и получилась книга о бионике! Прочитайте её, узнаете ещё много нового и интересного!
IV. Этап подведения итогов 5 мин.
Сегодня мы побывали в мастерской природы. Скажите, о чём вам говорят те примеры из растительного и животного мира, которые были приведены на уроке? (О том, что в природе всё устроено очень разумно, целесообразно).
О чём говорят примеры из науки бионики? (О том, что человек многое из своих изобретений подсмотрел у природы).
К каким выводам мы пришли, побывав в мастерской природы? (Надо бережно, внимательно относиться к природе. Необходимо всем людям понимать, что наше будущее – только в союзе с природой. Нельзя уничтожать природное окружение. Иначе, от кого же нам в дальнейшем ждать подсказок?)
V. Рефлексия 6 мин.
Ребята! На ваших столах есть мини океан, в котором плавают иглокожие - морские звёзды – розовые, голубые, фиолетовые. Но, они, конечно, ненастоящие. Это ластики. Но, ведь, правда же похожи на живых! Опять человек подсмотрел у природы. Ластиком можно стереть ошибочные записи и неправильные решения, а вот в жизни, ребята, всё ли можно ли исправить? Нет, не всегда! Сто раз отмерь, один раз отрежь – гласит народная мудрость.
Ребята! Я вам желаю совершать всегда обдуманные поступки, беречь природу и много читать! Если вам понравилось наше занятие, возьмите на память морскую звезду и пусть она вам приносит удачу в учёбе, желаю каждому из вас быть в чём-то звёздочкой, а может и большой яркой звездой.
А всему вашему замечательному классному коллективу желаю «гореть всегда, гореть везде, быть впереди и точка!»
Спасибо за активную работу и приятное общение. До свидания.
Рекомендуемая литература:
1. Я познаю мир: Детская энциклопедия: Тайны природы. Автор: Ал. А. Леонович; - М.: «Издательство АСТ»; Астрель, 2000 – 496 с.: ил.
2. Мастерская природы. 32 открытки. Автор-составитель и автор текста З. Воронцова, издательство «Изобразительное искусство», М. 1981
Приложение 1
Растения Архангельской области
Клевер Василёк
Лютик Репейник
Ромашка Подорожник
Приложение 2
Консервативные реликты
Число видов, составляющих ныне органический мир нашей планеты, это лишь очень малая доля общего числа видов, населявших Землю от древнейших времён до нашей эпохи. Среди существующих сейчас видов сохранились в очень небольшом количестве виды реликтовые, то есть такие, которые появились на Земле много миллионов лет назад и потомки которых дожили до наших дней в почти неизменном виде. Являясь «живыми ископаемыми» нашей планеты, они представляют ценнейший материал для науки, в том числе и для бионики.
Начиная с кембрия, почти все древние моря Земли населяли четырёхжаберные головоногие моллюски наутилусы. В строении тела современных наутилусов сохранились многие черты их древних предков. Спиралевидная раковина наутилусов – одно из замечательных созданий природы. Внутри она разделена перегородками на несколько камер, в самой последней живёт моллюск. Каждая перегородка имеет отверстие. Когда наутилус хочет опуститься на глубину, он наполняет камеры водой, а для того, чтобы подняться, нагнетает газ, который вытесняет воду. Раковина становится лёгкой и всплывает. Всё происходит как в современной глубоководной лодке батискафе, модель которого природа создала в своей мастерской 500 млн. лет назад.
Приложение 3
Живые прототипы | Какое изобретение может быть сделано человеком |
Морские губки Радиолярии | |
Стебли злаковых растений | |
Обтекаемая форма тела рыб | |
Куриное яйцо |
Приложение 4
Конструкции с предварительным напряжением
Среди травянистых растений нашей страны широко распространено растение манжетка обыкновенная. Его легко заметить по складчатой форме листьев и сверкающей капельке влаги, которая часто скапливается у основания листа. Ребристая форма листа манжетки, бука, лапчатки придаёт им по сравнению с такими же листьями, имеющими гладкую поверхность, дополнительную жёсткость, прочность и устойчивость в пространстве. В этом заключается одна из интереснейших закономерностей природы – сопротивляемость конструкций по форме.
Этот принцип нашёл широкое применение в современном строительстве. Складчатая конструкция – одна из простейших среди многообразия пространственных конструкций. Образованные из плоских поверхностей, они просты в изготовлении и монтаже. Они могут перекрывать весьма большие сооружения, например, зал ожидания на Курском вокзале.
Подражая природным структурным формам, мостовикам удалось создать ряд оригинальных проектов и сооружений. Так, взяв за основу форму полусвёрнутого листа, инженеры спроектировали мост через реку, сочетавший в себе поразительную прочность и лёгкость, экономичность и красоту конструкции.
