Тема. Будівельні споруди, машини, механізми, влаштовані за принципом живого.
Мета: узагальнення знань з біоніки.
1. Освітня:- сприяти формуванню знань про біоніці, як міждисциплінарної науки.
- показати зв'язок предмета з професією.
- формувати вміння працювати з текстом, роздатковим матеріалом, сприяти розвитку логічного мислення.
- сприяти зміцненню комунікативної культури, стимулювати розвиток пізнавального інтересу.
- розвивати навички зв'язного мовлення, активної розумової діяльності.
Етапи та хронометраж уроку
1. Організаційний момент 2 хвилини
2. Узагальнення та систематизація знань 20 хвилин
3. Творча робота в парах 15 хвилин
4. Закріплення (робота з текстом підручника) 5 хвилин
5. Підведення підсумків уроку 3 хвилини
1. Організаційний етап.
2. Етап узагальнення та систематизації знань.
(Даний етап супроводжується демонстрацією презентації).
Як епіграф до сьогоднішнього уроку я вибрала слова Леонардо да Вінчі: природа так про все подбала, що всюди ти знаходиш те, чому вчитися (слайд 1)
А чому ми можемо навчитися у природи?
Ідеї деяких приладів, конструкцій також запозичені у природи.
Існує ціла міждисциплінарна наука про конструювання технічних систем на основі ідей, запозичених у живої природи-біоніка.
Біоніка -Біоніка (від грец. Biоn - елемент життя, буквально - що живе), наука, прикордонна між біологією і технікою, вирішальна інженерні завдання на основі моделювання структури та життєдіяльності організмів. Біоніка тісно пов'язана з біологією, фізикою, хімією, кібернетикою і інженерними науками - електронікою, навігацією, зв'язком, морською справою і ін.
Людей завжди цікавило, чи можна, наприклад, навчитися літати, як птахи, або плавати під водою, як риби? Спочатку людина тільки мріяв про це: він придумував казки про чарівному килимі-літаку, про підводні царства, де можуть жити люди. З незапам'ятних часів люди намагалися наслідувати природі, копіювати зовнішній вигляд різних організмів при створенні машин і пристроїв.
Біоніка знайшла застосування в таких сферах діяльності як літако- та суднобудування, космонавтика, машинобудування, архітектура, навігаційне приладобудування, гірничій справі і ін.
(Постановка проблемного питання.)
Які особливості будови тварин і рослин використовуються людиною в будівництві і промисловості?
Розглянемо деякі конкретні досягнення біоніки, вже реалізовані в практичних цілях.
(Розповідь з елементами бесіди.)
Пінгвіни пересуваються, ковзаючи по снігу, відштовхуючись ластами.
Снегоходной машина "Пінгвін" була розроблена в Горьківському політехнічному інституті.
У чому переваги снігохода в порівнянні з тягачами і тракторами?
(Лежачи на снігу широким днищем вона не утворює колію, що не буксує і не в'язне.)
Суднобудівники у всьому світі давно вже звернули увагу на грушоподібну форму голови кита, більш пристосовану до переміщення у воді, ніж ножеобразние носи сучасних суден. У порівнянні зі звичайними судами китоподібних пароплав виявився більш економічним.
У живій природі форма і функції тісно взаємопов'язані.
Типовою формою опорного елемента є конус.
Конусоподібні форми зустрічаються в конструкціях крон і стовбурів дерев, грибів. Саме таку форму мають вугледобувні комбайни.
Це оптимальна форма для опору вітровим навантаженням і дії сили тяжіння. Архітектори нерідко використовують конусоподібні конструкції.
Наведіть приклади подібних архітектурних споруд.
Прикладом досягнення міцності при мінімальній витраті матеріалу є прозоре крильце комахи завдяки наявним в них сіток жилок. Такий каркас виконує основну несучу роль.
Механічна міцність листя рослин залежить від жилок. З курсу 7 класу пригадайте, яку рослину має найбільші листя?
Що ви про неї знаєте?
(Тропічне, водна рослина, діаметр листя до 2 м, витримує вагу до 50 кг.)
Міцність такого листу надає система жилок схожих на канати. Взявши за основу жилкование листа, архітектори конструюють ребристі перекриття.
Споруди, створені природою, набагато досконаліше того, що поки вміє робити людина.
Багатий і різноманітний світ тварин, що мешкають під землею. Дощові черв'яки, кроти мають дивовижні пристосування, за допомогою яких вони прокладають підземні ходи.
Вони представляють великий інтерес при створенні підземних риючих агрегатів. Розроблено, наприклад, оригінальна модель, яка, рухаючись під землею подібно кроту, пробиває тунель з гладкими щільними стінками.
А як ви думаєте, яким винаходу за зразок послужила ящірка гекон, яка легко дряпається навіть по скляних стінах?
(Карабкаться ящірці дозволяють присоски на кінцівках. Геккомат. Головне в ньому чашки-держателі, кожна з яких витримує вагу до 250 кг. У чашки надходить стиснене повітря з рюкзака за спиною людини-ящірки.).
А як ви думаєте, чим можуть бути цікаві земноводні для вчених-біоніків?
Біоніка взяла від земноводних принцип будови задньої кінцівки. Втіливши це в такому предметі, як ласти.
До речі, в народі один із способів плавання називається "по-жаб'ячі".
Чи можна стверджувати, що людина використовувала всі можливості живих організмів і реалізував їх?
Це всього лише невеликий ряд прикладів того, як людина застосовує біологічні моделі. Але тварини володіють і багатьма іншими властивостями, які використовуються, або можуть бути використані людиною: ультразвукове бачення кажанів,
ехолокація дельфінів (на відстані 20-30 м дельфін безпомилково вказує місце, де впала дробинка діаметром 4 мм.)
У жаби є одна якість, яке нам дуже цікаво саме з точки зору біоніки. Поки ми не можемо його використовувати, але які необмежені можливості для розселення людини це відкрило б в перспективі.
(Принцип шкірного дихання.)
Одягнув на себе комбінезон зі спеціального полімеру, здатного витягати з води кисень і вперед, точніше шубовсь, завойовувати Світовий океан.
3. Творча робота в парах - захист творчих робіт, виконаних на попередньому уроці.
Ви своїми руками створювали на папері моделі біороботів, наділених найдосконалішими ознаками живого. А тепер давайте зустрінемося з сьогоденням і майбутнім. Справжнє-це все ми, це наш урок. Майбутнє-це те, що ви створили в своїх фантазіях.
(Розповідь учнів про своїх моделях.)
Фантазія? Поки так. Але, хто знає, може бути і цим фантазіям судилося збутися.
5. Підведення підсумків уроку
(Додатково 1 завдання на вибір.)
Використовуючи додаткові джерела інформації навести приклади досягнення біоніки, реалізовані на практиці.