Тема: Строительные сооружения, машины, механизмы, устроенные по принципу живого.
Цель: обобщение знаний по бионике.
Задачи:
1. Образовательная:
- способствовать формированию знаний о бионике, как междисциплинарной науки.
- показать связь предмета с профессией.
- формировать умения работать с текстом, раздаточным материалом, способствовать развитию логического мышления.
2. Воспитательная:
- способствовать укреплению коммуникативной культуры, стимулировать развитие познавательного интереса.
3. Развивающая:
- развивать навыки связанной речи, активной мыслительной деятельности.
Этапы и хронометраж урока
1. Организационный момент 2 минуты
2. Обобщение и систематизация знаний 20 минут
3. Творческая работа в парах 15 минут
4. Закрепление (работа с текстом учебника) 5 минут
5. Подведение итогов урока 3 минуты
Итого: 45 минут
Ход урока
1. Организационный этап.
Проверка посещаемости, объявление темы и цели урока.
2. Этап обобщения и систематизации знаний.
(Данный этап сопровождается демонстрацией презентации).
В качестве эпиграфа к сегодняшнему уроку я выбрала слова Леонардо да Винчи: природа так обо всем позаботилась, что повсюду ты находишь то, чему учиться (слайд 1)
(Вводная беседа.)
А чему мы можем научиться у природы?
Идеи некоторых приборов, конструкций также заимствованы у природы.
Существует целая междисциплинарная наука о конструировании технических систем на основе идей, заимствованных у живой природы-бионика.
Бионика – Бионика (от греч. biоn - элемент жизни, буквально - живущий), наука, пограничная между биологией и техникой, решающая инженерные задачи на основе моделирования структуры и жизнедеятельности организмов. Бионика тесно связана с биологией, физикой, химией, кибернетикой и инженерными науками - электроникой, навигацией, связью, морским делом и др.
(слайд 2)
Датой рождения бионики принято считать 13 сентября 1960 г., однако в действительности основные концепции бионики сложились задолго до этого.
Людей всегда интересовало, можно ли, например, научиться летать, как птицы, или плавать под водой, как рыбы? Сначала человек только мечтал об этом: он придумывал сказки о волшебном ковре-самолете, о подводных царствах, где могут жить люди. С незапамятных времен люди пытались подражать природе, копировать внешний вид различных организмов при создании машин и устройств.
Бионика нашла применение в таких сферах деятельности как самолето- и кораблестроение, космонавтика, машиностроение, архитектура, навигационное приборостроение, горном деле и др.
(слайды 3, 4)
(Постановка проблемного вопроса.)
Какие особенности строения животных и растений используются человеком в строительстве и промышленности?
Рассмотрим некоторые конкретные достижения бионики, уже реализованные в практических целях.
(Рассказ с элементами беседы.)
Пингвины передвигаются, скользя по снегу, отталкиваясь ластами.
(слайд 5)
Подумайте, в каком транспортном средстве с имитирован принцип передвижения пингвинов?
(Снегоходная машина.)
Снегоходная машина “Пингвин” была разработана в Горьковском политехническом институте.
(слайд 6)
В чем преимущества снегохода по сравнению с тягачами и тракторами?
(Лежа на снегу широким днищем она не образует колею, не буксует и не вязнет.)
Судостроители во всем мире давно уже обратили внимание на грушеобразную форму головы кита, более приспособленную к перемещению в воде, нежели ножеобразные носы современных судов. По сравнению с обычными судами китообразный пароход оказался более экономичным.
(слайд 7)
В живой природе форма и функции тесно взаимосвязаны.
Типичной формой опорного элемента является конус.
Конусообразные формы встречаются в конструкциях крон и стволов деревьев, грибов. Именно такую форму имеют угледобывающие комбайны.
(слайд 8)
Это оптимальная форма для сопротивления ветровым нагрузкам и действию силы тяжести. Архитекторы нередко используют конусовидные конструкции.
Приведите примеры подобных архитектурных сооружений.
(Останкинская телебашня.)
(слайд 9)
Примером достижения прочности при минимальной затрате материала является прозрачное крылышко насекомого благодаря имеющимся в них сеткам жилок. Такой каркас выполняет основную несущую роль.
(слайд10)
Механическая прочность листьев растений зависит от жилок. Из курса 7 класса попробуйте вспомнить, какое растение имеет самые большие листья?
(Виктория регия.)
(слайд 10)
Что вы о ней знаете?
(Тропическое, водное растение, диаметр листьев до 2 м, выдерживает вес до 50 кг.)
Прочность такому листу придает система жилок похожих на канаты. Взяв за основу жилкование листа, архитекторы конструируют ребристые перекрытия.
Сооружения, созданные природой, намного совершеннее того, что пока умеет делать человек.
Богат и разнообразен мир животных, обитающих под землей. Дождевые черви, кроты имеют удивительные приспособления, с помощью которых они прокладывают подземные ходы.
(слайд 14)
Они представляют большой интерес при создании подземных роющих агрегатов. Разработана, например, оригинальная модель, которая, двигаясь под землей подобно кроту, пробивает туннель с гладкими плотными стенками.
А как вы думаете, какому изобретению за образец послужила ящерица геккон, которая легко карабкается даже по стеклянным стенам?
(слайд 15)
(Карабкаться ящерице позволяют присоски на конечностях. Геккомат. Главное в нем чашки-держатели, каждая из которых выдерживает вес до 250 кг. В чашки поступает сжатый воздух из рюкзака за спиной человека-ящерицы.).
А как вы думаете, чем могут быть интересны земноводные для ученых-биоников?
Бионика взяла от земноводных принцип строения задней конечности. Воплотив это в таком предмете, как ласты.
(слайд16)
Кстати, в народе один из способов плавания называется “по-лягушачьи”.
Можно ли утверждать, что человек использовал все возможности живых организмов и реализовал их?
Это всего лишь небольшой ряд примеров того, как человек применяет биологические модели. Но животные обладают и многими другими свойствами, которые используются, или могут быть использованы человеком: ультразвуковое видение летучих мышей,
(слайд 17)
эхолокация дельфинов (на расстоянии 20–30 м дельфин безошибочно указывает место, где упала дробинка диаметром 4 мм.)
(слайд 18)
У лягушки есть одно качество, которое нам очень интересно именно с точки зрения бионики. Пока мы не можем его использовать, но какие неограниченные возможности для расселения человека это открыло бы в перспективе.
(Принцип кожного дыхания.)
Надел на себя комбинезон из специального полимера, способного извлекать из воды кислород и вперед, точнее бултых, завоевывать Мировой океан.
3. Творческая работа в парах - защита творческих работ, выполненных на предыдущем уроке.
Вы своими руками создавали на бумаге модели биороботов, наделённых самыми совершенными признаками живого. А теперь давайте встретимся с настоящим и будущим. Настоящее-это все мы, это наш урок. Будущее-это то, что вы создали в своих фантазиях.
(Рассказ учащихся о своих моделях.)
Фантазия? Пока да. Но, кто знает, может быть и этим фантазиям суждено будет сбыться.
4. Закрепление
В качестве закрепления я предлагаю вам побыть в роли учителя готовящегося к очередному уроку. Используя данный материал (Работа с текстом учебника Захарова В.Б. Общая биология: учеб. для 11 кл. М.: Дрофа, 2005, стр. 261–266.) вам нужно составить текст-задание, состоящий из не менее 2 предложений. Но в предложениях в место основных моментов должны быть пропуски (ставьте многоточие). На выполнение данного задания у вас 5 минут. После чего вам представится возможность задать свой вопрос своим товарищам, а им на него ответив задать свой. В зависимости от сложности составленного задания каждый из вас получит оценку.
5. Подведение итогов урока
Выставление оценок за урок и объявление домашнего задания
Домашнее задание:
Стр. 260–268.
(Дополнительно 1 задание на выбор.)
Используя дополнительные источники информации привести примеры достижения бионики, реализованные на практике.
Подумайте, какие объекты на территории вашего населенного пункта созданы благодаря бионике.