«Бионика»

В XXI веке от человека требуется не только мастерское владение какой-либо технологией создания продукта (материального или интеллектуального), но и креативного подхода к ее реализации, поэтому актуальной становится проблема подготовки таких выпускников образовательных учреждений, которые бы смогли быть и генераторами новых идей, и проектировщиками, и доводчиками этих идей до состояния работающих объектов. Простое воспроизведение уже кем-то созданного ранее не может привести к успеху, для этого необходим поиск авторской идеи, ее воплощение в жизнь. Заимствовать свои идеи у природы и воплощать их в конструкторские решения и информационные технологии, этим занимается одна из самых востребованных и оплачиваемых областей современной науки – Бионика. Курс «Бионика» – возможность приобрести знания о том, чем занимается бионика. Бионика – прикладная наука, поэтому занятия будут также носить прикладной характер. Начало занятий будет информационным, по материалам, подготовленным учителем, а затем – практическая часть, состоящая в создании бионической модели.

Педагоги

Пенчук Елена Михайловна

образование: высшее, Кубанский государственный университет

общий стаж: 11

педагогический стаж: 5

Ежегодно готовит призеров краевых и районных конкурсов

Расписание

Занятия проводятся 1 раз в неделю по 2 академических часа с 10-минутным перерывом

Содержание программы

Тема 1 Введение. История изобретательства (4 ч.)

Теория (3 ч): 1. По страницам истории науки бионики (1 час).

Развитие науки с древности до наших дней

Практика (1 ч): Обзор существующих приспособлений, подсмотренных в природе.

Тема 2 Учимся креативно мыслить (10 ч.)

Теория (2 ч): приемы и алгоритмы, разработанные в рамках ТРИЗ.

Практика (8 ч):

Правильный вопрос. Игра Данетка. Решение инженерных задач с помощью технологии «Системный администратор». Практическое занятие № 2«Чайник» и другие приборы. ПРИЗ (процедура решения изобретательских задач). Практическое занятие № 3 Найди применение ненужным вещам. Практическое занятие 4: Креатив бой.

Тема 3 Бережливые технологии природы (18 ч.)

Теория (6 ч): Красота и гармония в природе. Золотое сечение и число Фи. Эволюция и естественный отбор. Экосистема – замкнутый цикл. Сити-фермерство.

Практика (12 ч): Практическое занятие 5 «Красота и гармония природы». Практическое занятие 6: «Изобретения природы в школьном саду». Практическое занятие 7: «Все по полочкам» – организация рабочего места. Практическое занятие 8:. Чемоданчик «5 S». Практическое занятие 9 Изобретательские загадки природы – решение изобретательских задач

Конструирование «Умной теплицы».

Тема 4 Моделирование живых систем (40 ч.)

Теория (18 ч): О приспособлениях живых организмов к летанию, парению в воздухе. Как эти свойства используются в инженерных конструкциях. Природные рычаги, нагрузка, физический смысл работы. Транспорт. Снегоходы и снегоступы животных. Пчелы и секрет шестиугольника. Самые необычные здания. Трансформация. Мудрая геометрия яйца. Бобры и гидротехника. Устойчивость спиральных мостов и вантовых конструкций. Подсолнечник и гелиотропические сооружения. Эйфелева башня и её биологическая модель. Живые барометры. Местные синоптики. Живые сейсмографы. Живые влагомеры, гигрометры. Искусные живые навигаторы. Биологические ритмы, биологические часы. «Радар» летучих мышей. «Бесшумные» моли и бесшумные самолеты. Морская эхолокация. Отражающие зеркала. Оптики учатся у животных. Детекторы тепла. Живые термометры. Животные снайперы. Буры и свёрла. Землеройные машины. Ходячие присоски. Детектор воды. Дятел и каски каскадеров. Щипцы и клювы птиц. Гидравлические и пневматические приспособления. Живые рудоуказчики. Медицинский кабинет природы. Огни Люцифера. Люциферин. Электрошок, подводный электролокатор и электрический язык рыб. Биотоки организмов, живущих на суше. Растительные и животные компасы. Воспроизводство голосов природы. Живые опреснители морской воды. Живые утилизаторы. Безотходное строительство и производство. Простой способ производства азотных удобрений. Органический синтез продуктов питания. Резина из одуванчиков. Удивительный инкубатор. Терморегулирующие установки. Термолокаторы. Термостат млекопитающих и человека. Криобиология. Анабиоз. Электронный нос и передатчик запахов. Электронный глаз и видеокамера. Датчики света. Датчики прикосновения. Осязание животных. Химические датчики. Орган вкуса. Мышца – непревзойденный двигатель. Манипуляторы. Органы чувств и их технические модели. Исследование органов чувств и других воспринимающих систем живых организмов с целью разработки новых датчиков и систем обнаружения. Бионический стиль и мода. Краски природы. Водонепроницаемые ткани. Мастера камуфляжа. Умные вещи. Бионические формы в интерьере. Бионическая упаковка. Бионические системы управления. Искусственная кисть, искусственная рука, нога. Бионические протезы. Биопринтинг. Биороботы. Киборги. Исследование морфологических, физиологических, биохимических особенностей живых организмов для выдвижения новых технических и научных идей. Экстремофилы – организмы с необычными свойствами.

Практика (22 ч): Практическое занятие 10: Конструирование летательного аппарата. Практическое занятие 11: Модель подводной лодки. Практическое занятие 12: Мудрая геометрия яйца.

Практическое занятие 13: Бобры и гидротехника. Практическое занятие 14: Живые барометры. Практическое занятие 15: Живые термометры. Практическое занятие 16: Буры и свёрла. Практическое занятие 17: Биолюминисценция. Биоэлектричество. Практическое занятие 18: Биомагнетизм. Биоакустика. Практическое занятие 19: Производство азотных удобрений. Практическое занятие 20: Бионика в дизайне одежды, мебели, в промышленном дизайне.

Практическое занятие 21: Бионика в медицине. Бионические протезы.

Ярмарка-выставка идей и бионических моделей учащихся

Цели программы

Повышение эффективности обучения школьников естественно-научным предметам через творческую и практическую деятельность; овладение технологической грамотностью учащимися, вовлечение их в планирование, анализ, изобретение, творчество, изготовление и оценку инновационных биоаналогов.

Результат программы

Знать/понимать:

смысл понятий: наука бионика, история развития, цели, задачи, методы, символ бионики, основные понятия, термины и определения, предмет и объект исследований, архитектурная, биологическая, техническая бионика, бионическая модель, кибернетика, функциональное моделирование, законы тектоники, пропорционирования и гармонизации форм, форма и функция, средства гармонизациии формы, симметрия и асимметрия, процессы ветвления и спиралеобразования в природе, повторяемость и комбинаторика, «золотое» сечение в природе, конструктивные системы живой природы, цвет и свет в живой природе, бионика в медицине, архитектуре, управлении (киборги); основы органического дизайна предметов, товаров, промышленных образцов, коллекций, комплексов, сооружений, объектов будущего;

иметь определённый вкус к техническому конструированию;

уметь описывать и объяснять физические явления, которые лежать в основе датчиков и устройств, применяемых при проведении опытов, экспериментов, составлении проектов; приводить примеры практического использования полученных знаний для улучшения бытовой среды; осуществлять самостоятельный поиск информации естественнонаучного содержания с использованием различных источников (учебных текстов, справочных и научнопопулярных изданий, компьютерных баз данных, ресурсов Интернета), ее обработку и представление в разных формах (словесно, с помощью графиков, математических символов, рисунков и структурных схем); использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для обеспечения безопасности в процессе использования транспортных средств, электробытовых приборов, электронной техники; владеть культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и применению биомеханических принципов в простейшем проектировании предметно-пространственных систем и комплексов.

Особые условия проведения

Особых условий для изучения данной программы не требуется

Материально-техническая база

Оборудованный кабинет биологии, таблицы, плакаты, ПК, проектор, зооуголок.

Стоимость

Программа реализуется на бюджетной основе (бесплатно).