Проектная работа "Симметрия в неживой природе"

МБОУ «Мордовско- Козловская СОШ»

Проектная работа

Симметрия в неживой природе

                                       Автор: Левина Нина

                               ученица 7 класса

                                                                            Руководитель: Левина Галина Васильевна

                                      учитель математики

2016- 2017 учебный год

ОГЛАВЛЕНИЕ:

1.     Введение

2.     Симметрия в  неживой природе.

          2.1.    Понятие симметрии

          2.2.    Симметрия в пространстве

          2.3.   Симметрия в неживой природе

          2.4.   Симметрия в архитектуре

3. Литература и симметрия

3.1 Симметрия в предметах декоративно-прикладного      искусства

4.     Выводы

5.     Литература

6. Приложения

1.2 Введение

                         Симметрия – это идея, с помощью которой

                                      человек веками пытался объяснить и создать

                 порядок, красоту и совершенство.

                                                               Герман  Вейль

Понятие симметрии проходит через всю многовековую историю человеческого творчества.  Оно встречается уже у истоков человеческого знания, его широко используют все без исключения направления современной науки. Принципы симметрии играют важную роль в физике и математике, химии и биологии, технике и архитектуре, живописи и скульптуре, поэзии и музыке. Законы природы, управляющие неисчерпаемой в своём многообразии картиной явлений, в свою очередь, подчиняются принципам симметрии.

Тема моей творческой исследовательской работы «Симметрия  и окружающий нас мир».

   Эту тему я выбрала   потому,  что симметрия встречается везде. Мне хочется глубже познакомиться   с  ней  в окружающем нас мире, так как   понятие симметрии  широко используют все направления современной науки.

Цель исследовательской работы:

Выяснить «Симметрия это – гармония и красота? равновесие? устойчивость?»

Задачи исследовательской работы:

1. Найти симметричные фигуры и предметы в окружающем мире.
2. Доказать, что  нас окружают симметричные предметы.
3. Определить значение и использование симметрии.

Этапы исследовательской работы:  

1. выбор интересующей темы исследования, обсуждение плана исследования и промежуточных результатов, работа с разными информационными источниками;
2. промежуточные консультации  с учителем, публичное выступление с показом презентационного материала.

Методы исследовательской работы:

1. Сбор и структурирование собранного материала на различных этапах исследования.
2. Выполнение рисунков, чертежей, презентации.

Предполагаемое практическое  применение:

1. Возможность применения полученных знаний при решении предметных задач, в повседневной жизни, при изучении тем не только на уроках математики, но и на других предметах.
2. Использование результатов исследования в виде презентаций учителями – предметниками, в качестве вспомогательного материала при проведении интегрированных уроков по различным учебным дисциплинам.

2.3 Симметрия в неживой природе

      Воздействие на облик земной поверхности таких природных факторов, как ветер, вода, солнечный свет, весьма стихийно и часто носит беспорядочный характер. Однако песчаные дюны, галька на морском берегу, кратер потухшего вулкана имеют, как правило, геометрически правильные формы. Именно кристаллы вносят в мир неживой природы очарование симметрии. Сколько вопросов возникает у человека, глядящего на снежинки.

     Снежинками учёные заинтересовались сравнительно недавно и совершенно случайно. Они  задались вопросом о  том, почему они все разные и в то же время симметричные. В итоге выяснилось, что снежинка – это группа кристалликов, образованная более чем из двухсот ледяных частичек. Снежные кристаллы образуются из расположенных в безупречном порядке молекул воды. Каждая снежинка формируется из шестиугольной молекулы воды, поэтому все снежинки шестиугольные. По мнению специалистов, главная особенность, определяющая форму кристалла, - это крепкая связь между молекулами воды, подобная соединению звеньев в цепи. Отсюда и симметрия.  Симметрия – это свойство кристаллов совмещаться друг с другом в различных положениях путём поворотов, параллельных переносов, отражений. Я выяснила, что существует две основные формы снежинок – шестиугольная пластинка и шестиугольная звёздочка. Но в их пределах возможны самые различные комбинации, сейчас их насчитывают около 130. (приложение 1).  

2.4  Симметрия в архитектуре

Человеческое творчество во всех своих проявлениях тяготеет к  симметрии.   Нагляднее всего видна симметрия в архитектуре. Особенно блистательно использовали симметрию в архитектурных сооружениях древние зодчие. Исследуя различные фотографии, я сделала вывод, что использование симметрии в конструкциях зданий, симметричных элементов в отделке, а также симметрично расположенные строения создают красоту и гармонию.

 (приложение 2).

3. Литература и симметрия

  В литературных произведениях существует симметрия образов, положений, мышления. Вспомним хотя бы закон возмездия в греческой трагедии, где виновный становится жертвой такого же преступления.

     Буквы русского языка тоже можно рассмотреть с точки зрения симметрии.        Вертикальная ось симметрии:   А; Д; Л; М; П; Т; Ф; Ш.

Горизонтальная ось симметрии:  В; Е; З; К; С; Э; Ю.

И вертикальные, и горизонтальные оси симметрии: Ж; Н; О; Х.

В русском языке есть «симметричные слова – палиндромы, которые можно читать одинаково в двух направлениях: потоп, сено, шалаш, казак,  кок, поп. (приложение 7).

3.1  Симметрия в предметах декоративно-прикладного      искусства 

Принцип симметрии используется в построении орнамента. Орнамент (от лат. Ornamentum– украшение) – узор, состоящий из повторяющихся, ритмически упорядоченных элементов.

Орнамент был почти исключительно геометрическим, состоящим из строгих форм круга, полукруга, спирали, квадрата, ромба, треугольника и их различных комбинаций.

         В народном творчестве, каждая национальная культура выработала свою систему орнамента – мотивы, формы, расположения на украшаемой поверхности. Классическими стали наиболее распространенные древнегреческие  орнаменты – меандр и акант. Слово «меандр» происходит от названия очень извилистой реки в Малой Азии. Ныне она называется Большой Мендерес. Акант – это род травянистого растения, распространённого в Средиземноморье. У него большие листья, красиво изогнутые стебли.

        Орнаментальное искусство достигло совершенства на мусульманском Востоке. Для него характерно сочетание геометрических и растительных мотивов, так как Кораном было запрещено изображение людей и животных. Впоследствии, распространившись по Европе, этот вид орнамента получил название «арабеска» (от ит. Arabesko -  арабский). В исламских странах  «арабеска» безраздельно господствует в архитектуре декоре.

 Высокого развития орнамент достиг в средневековой Руси. Для русского орнамента характерны как геометрические и растительные формы, так и изображения птиц, зверей, фантастических животных и человеческих фигур. В плоском орнаменте одним из наиболее часто используемых мотивов является так называемая «плетёнка» – различного вида переплетение полосок типа лент, ремней, стеблей цветов. Трудно встретить человека, не любовавшегося орнаментами. Один из примеров – паркет. (приложение 8).

                                                     Заключение

При сборе  материала для  творческой исследовательской работы я узнала много нового и  научилась применять приобретенные геометрические знания для описания и анализа закономерностей, существующих в окружающем мире. Еще я получила возможность ознакомиться с научно-популярной литературой по проблеме взаимосвязи симметрии и искусства, литературы и архитектуры, и провела поиск информации, необходимой для подтверждения или опровержения фактов. Также у меня создалось представление о симметрии как части науки математики, возникшей из потребностей человеческой практики и развивающейся из них, а также собственных внутренних закономерностей.                Исследования, проведенные мной, показали, что симметрия, обнаруживаемая и в жизни, и в искусстве, и в архитектуре, и в природе является одним из принципов гармоничного построения мира.  «Сфера влияния» симметрии поистине безгранична. Всюду она определяет гармонию природы, мудрость науки и красоту искусства.

В ходе исследования я сделала выводы:

1. Симметрия широко используется во всех областях науки.
2. Симметрия позволяет совершенствовать и ускорять процесс создания нового (узоры, орнаменты, аппликации и т. д.).  
3. Симметрия это – гармония и красота, равновесие и устойчивость.

На зеркальной поверхности

Сидит мотылек.

От познания истины

Бесконечно далек.

Потому что, наверное,

И не ведает он,

Что в поверхности зеркала

Сам отражен.        

(Леонид Мартынов)

Ресурсы

1.     Глейзер Г.Д. Геометрия. – 12-ое изд.- М., «Просвещение» ,1992.

2.     Компанеец А.С. Симметрия в микро- и макро мире.- М., Наука, 1978.

с. 276.

3.     Наливкин Д.В. Элементы симметрии органического мира. – Изв. Биол. Науч – исслед. ин-та при Пермском ун-те, т. 3, 1952, вып. 8, с. 291-297.

4.     Опарин А.И. Возникновение жизни на Земле.- М., 1987, 458 с.

5.     Руденко В. Н. Геометрия 7-9 классы  - М.: Просвещение, 1994.

6.     Скопец З.А. Геометрические миниатюры.- М., «Просвещение» , 1990.

7.  Тарасов Л. В. Этот удивительный симметричный мир. – М.: Просвещение,          1982.

8.  Урманцев Ю.А. Симметрия в природе и природа симметрии. М., Мысль, 1974. с. 230.

9.  Коллекция картинок Microsoft.                        

Приложение 1

Движение и виды движения.

Поворот

Параллельный перенос

Приложение 2

Симметрия и виды симметрии.

Осевая симметрия                                              Центральная симметрия

Скользящая симметрия

Зеркальная симметрия