Бионика в начальной школе
статья по окружающему миру (1,2,3,4 класс) на тему

Муниципальное общеобразовательное учреждение

 «Средняя общеобразовательная школа №81»

города Ижевска Удмуртской республики.

Бионика в начальной школе.

Окружающий мир и внеклассная работа.

                                               Подготовила:  учитель начальных классов

                              Соколова Валентина Петровна

Г. Ижевск, 2009

Бионика в начальной школе.

        Под бионикой понимают научное направление, занимающееся исследованием и использованием принципов построения и функционирования биологических объектов и их элементов для совершенствования существующих и создания новых материалов, приборов, конструкций, алгоритмов работы сложных технических систем переработки информации.

        Для решения инженерных и архитектурных вопросов на современном уровне нужно изучать природу, но при этом не копировать её, а подходить творчески к воспроизведению в технике «патентов природы».

        Бионика – перспективная наука, стоящая в русле современных требований ускорения научно-технического прогресса, знакомство должно начинаться уже на первых этапах обучения в школе, т. е. в начальных классах.

        Сейчас задачи бионики решает многочисленная армия учёных. В будущем её пополнят многие из тех, кто сегодня сидит за школьной партой. В наш современный век электроники и атомной энергии человек ещё многое не разгадал из тайн природы. Академик А.И.Берг как-то сказал: «Мы часто гордимся достижениями советской науки и техники и имеем для этого серьёзные основания. Но сопоставление наших предельных результатов с тем, что достигнуто живыми организмами в процессе длительного приспособления и отбора, заставляет нас быть более скромными».

        Учитель начальных классов должен показать учащимся, что природа действительно гениальный конструктор, инженер, художник, великий строитель. Её творения отличаются красотой, целесообразностью, прочностью, надёжностью при минимальных затратах строительного материала. Однако, беря на себя эту задачу, учитель должен учитывать возрастные особенности детей младшего школьного возраста и излагать материал с учётом принципов доступности, занимательности, наглядности. Материал о бионике должен хорошо увязываться с учебной программой окружающего мира и носить ознакомительный характер.  

Элементы бионики на уроках окружающего мира.

Элементы бионики во внеклассной работе.

        Далеко не все сведения об использовании живых моделей в технике, архитектуре и строительстве можно использовать на уроках окружающего мира. Это связано, прежде всего, с отсутствием в программе данного предмета изучения тех или иных природных объектов. Учитывая в то же время большой интерес учащихся к миру животных, их информированность через телевидение и литературу, и множество задаваемых вопросов, учитель должен найти время и использовать различные внеклассные мероприятия для расширения знаний школьников о природе. Наиболее приемлемой и эффективной для данного возраста школьников формой можно считать устный журнал. Используя одну или две странички его под материал о бионике, мы заметно обогатим этими сведениями учащихся. Выбор формы внеклассного мероприятия – право каждого учителя, я же приведу ряд интересных примеров использования принципов строения и свойств тех живых организмов, которые не изучаются в программе окружающего мира, но представляют несомненный интерес для накопления знаний о бионике.

1. Использование формы живых организмов в архитектурных постройках:

• идея конструкции пятикомнатного стального здания подводной лаборатории Ж. И. Кусто была подсказана морской звездой
• один из мостов во Франции полностью воспроизводит внешний скелет морской звезды
• скелет глубоководных губок, солнечников и радиолярий, который при удивительной экономии материала обладает высокой прочностью и выдерживает большое гидростатистическое давление – воплотился в создании, так называемых, дырчатых конструкций и они с успехом применяются в строительстве. В Московском олимпийском комплексе есть здания с конструкциями плоских решетчатых плит, соединённых друг с другом стерженьком – как в скелете радиолярий
• по всему миру появились олимпийские сооружения, которым присвоены биологические названия «краб», «лист клёна», «гигантская раковина», «скорлупа». Названия эти не случайны – живая природа оказывает всё большее влияние на творчество архитекторов и инженеров
• крылья Дедала и Икара – точная имитация крыла птицы и собрали они их по преданию из перьев птиц, скрепив их воском
• Леонардо да Винчи, изучив плавательные органы водоплавающих птиц, скопировал их в первых ластах

2. Использование принципов работы живых организмов в технике и архитектуре:

• по принципу движения кальмаров созданы быстроходные подводные корабли с гидрореактивными двигателями и космические корабли с реактивными двигателями (кальмар выбрасывает струю воды под сильным давлением через воронку-сопло, получая тем самым движение в сторону, противоположную от струи
• принцип разбрасывания спор из плодовых коробочек некоторых видов мхов использован в конструкции пневматического ружья (круглая коробочка перед созреванием спор усыхает, полностью утрачивает шаровидную форму и превращается в подобие ружейного ствола, верх которого плотно прикрыт крышечкой, открывающейся изнутри. Так как воздух в процессе усыхания выйти из коробочки не может, его давление возрастает до 4 атмосфер, в критический момент усыхания, крышка отскакивает, а сжатый воздух с силой выбрасывает созревшие споры наружу и они выбрасываются на 40 см вверх, где и подхватываются ветром)
• медуза за много часов узнаёт о приближении шторма, её инфраухо улавливает недоступные человеку ультразвуковые колебания частотой 8 – 13 гц, которые распространяются в воде за 10 – 15 часов до шторма – на этом принципе создан аппарат, предсказывающий штормы – «ухо медузы»
• в постройке батискафа был переоткрыт способ глубоководного погружения и всплытия головоногого моллюска наутилуса
• принцип скольжения пингвинов по рыхлому снегу воспроизведён в конструкции снегохода «Пингвин», его скорость 50 км/час
• вакуумные присоски конечностей у чёрных морских ежей, как и у мух, позволяют им взбираться вверх по отвесным скалам, а мухам – по стенам и потолку – на этом принципе созданы мощные подъёмные краны, они получают надёжную устойчивость благодаря вакуумной присоске к месту опоры
• прогресс бесколёсного передвижения, т.е. создание вездеходных, «прыгающих», «ползающих», стал возможен через реализацию принципов, заложенных в живых объектах (вибрация ящериц, прыжки кенгуру, горных козлов, тигров, леопардов).

        Природа хранит ещё множество загадок, гармония её творений всегда удивляла и будет удивлять мир человека. Человек – творец, искатель будет стремиться постигнуть эти тайны, а поняв, воспроизводить в технике, строительстве на благо живущего и будущего человечества. Но вот вопрос: «Успеем ли мы воспользоваться оставшимися «патентами живой природы»? Учитывая темпы, с которыми растения и животные исчезают с лика земли, а статистика неумолимо констатирует: ежегодно – один вид животных и ежедневно – один вид растений, - поставленный вопрос звучит очень тревожно. Проблема бионики здесь плотно переплетается с экологической проблемой. В связи с этим сохранение редких и исчезающих видов животных и растений, поддержание окружающей среды в условиях, благоприятных для жизни всего живого на Земле, - насущная проблема, и залог дальнейшего развития и совершенствования техники, градостроительства, архитектуры, кибернетики и т.д. Технология должна приближаться к «рецептам природы» и непосредственно использовать биологические методы, ведь они, как правило, весьма экономичны, наиболее эффективны и безотходны.

Литература.

1. Дом в рюкзаке.  / Юный техник, 1983, №7.
2. Зачем свистят дельфины.  /Юный техник, 1984, №11.
3. Кан Г.С. Мастерская живой природы. !973.
4. Литинецкий И.Б. Уроки природы. /Человек и природа, сер. «Знание». М:,1985,№5
5. Эмме А.М. Биологические часы. Новосибирск, Наука, 1967