Природоведческий проект "Бионика. Сказки стали былью" (3 класс)

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Молочненская средняя школа имени Героя Советского Союза, летчика-космонавта СССР Германа Степановича Титова»

Сакского района Республики Крым

              Природа не храм, а мастерская, и человек в ней работник. 

                                                                              Иван Сергеевич Тургенев

Проектная работа

Природоведческое направление

«Бионика. Сказки стали былью»

                                                                          Автор:

                                                                          обучающийся 3-А класса

                                                                          Бондарь Тимур,

                                                                          Руководитель: Крячко И.В.

                                                        2022

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ	стр.3-5
ГЛАВА I Что такое бионика?
1.1.  Анкетирование по теме «Что ты знаешь о бионике?»	стр.6-7
1.2.  Бионика в «древности и современности»	стр.8-9
1.3.  Основные направления бионики.	стр.9-10
1.4.          Изобретения человека, подсказанные природой.	стр.10-11
ГЛАВА II ИСПОЛЬЗОВАНИЕ «ЗАГАДОК» ПРИРОДЫ ЧЕЛОВЕКОМ
2.1. Бионические изобретения у меня дома	стр.13
2.2. Создание познавательной игры «Найди пару»	стр.13
ЗАКЛЮЧЕНИЕ	стр.14
ЛИТЕРАТУРА	стр.15

ВВЕДЕНИЕ

Ещё в детстве, когда родители читали мне сказки, я представлял себе и ковёр-самолет, и скатерть-самобранку, и волшебную флейту, которая сама издавала звуки, и волшебный клубочек, который указывал верный путь… Всё было завораживающе интересно! И я задавал себе вопрос: как такое можно придумать? Тогда я ещё не понимал, что в сказках люди хотели осуществить свои мечты.

В школе, на уроке «Окружающего мира» мы проводили много разных исследований и наблюдений за природой. Наблюдая за растениями  и животными, я невольно сравнивал стрекозу с вертолётом, сети паука с рыбацкой сеткой, гриб мухомор с песочницей на детской площадке. Я стал обращать внимание на обычные вещи и искать их аналоги в природе. Не всегда это удавалось. Появилось очень  много вопросов «как?», «почему?». А существует ли наука, которая бы помогла мне ответить на мои догадки? И ответ пришёл неожиданно – моему папе подарили красивый красочный настенный календарь на 2022 год, который назывался «Вдохновившие изобретать». Моей радости не было конца! Мы с младшим братом целый вечер его изучали, а на следующий день я принёс его в школу и показал учителю. Оказывается, существует наука «Бионика», согласно которой изобретения природы издавна служат человеку. Мне многое стало понятно, и детские сказки в моей голове стали приобретать реальные образы.

Так появилась тема моего проекта «Бионика. Сказки стали былью». Мы живем в XXI веке, и нас окружают различные технологии и изобретения, поэтому данная тема актуальна сейчас и будет актуальной во все времена.

Объект изучения: бионические формы. 

Предмет изучения: знания о природе, используемые человеком, при создании объектов бионики в жизни человека. 

Методы изучения: сбор информации из различных источников, анкетирование, наблюдения за природными объектами, сравнение и группирование объектов бионики .

Продукт: Познавательная игра «Найди пару».

Я поставил себе цель: доказать, что человек использует в своей жизни «загадки» природы.    

Поставленную цель буду решать с помощью задач:

1.Узнать, как называется наука, которая «подсматривает» у природы её тайны и механизмы и использует их во благо человека.

2. Изучить литературные источники и интернет-ресурсы о развитии науки в «древности и современности».

3.Провести анкетирование среди учащихся класса по теме «Что ты знаешь о бионике?»

4. Найти как можно больше примеров идей и устройств, которые человек позаимствовал у природы и использует в своей повседневной жизни.

5.Подготовить проект по данной теме, представить его одноклассникам.  Принять участие в конкурсе «Любознайки!»

Чтобы легче было работать, составил план:

·                   Провести анкету и определить, что знают мои одноклассники о бионике. Сделать выводы по результатам анкетирования и выбрать себе помощников в работе.

·                   Найти ответы на интересующие меня вопросы, используя все возможные средства информации.

·                   Найти бионические предметы у себя дома.

·                   Создать познавательную игру «Найди пару».

Гипотеза
          Я предполагаю, что очень много важных вещей и технологий человек «подсмотрел»  у природы.

 Практическая значимость моего проекта заключается в использовании материалов работы на уроках «Окружающий мир», факультативном курсе «Крымоведение», занятиях внеурочной деятельности по краеведению и экологии при изучении тем «Что нас окружает?».

Практическая ценность проекта заключается в том, что он будет полезен и интересен и учащимся, и родителям,  и педагогам, так как все мы живем в природе по её законам, каждый день пользуемся в обыденной жизни предметами, которые она создала и не знаем об этом. Стыдно! Человек должен умело владеть знаниями, чтобы воплотить в технике все подсказки природы и раскрыть ее тайны. 

ГЛАВА I   ЧТО ТАКОЕ БИОНИКА?

1.1.Анкетирование по теме «Что ты знаешь о бионике?»

Первая книга о бионике, которую я прочитал на одном дыхании, называлась «Занимательная бионика» Т.Оприш. Из неё я узнал, что «Бионика как самостоятельная наука относительно молода. Она зародилась в 1960 г. на международном симпозиуме в Дейтоне (США) на тему "Живые прототипы искусственных систем - ключ к новой технике", а первые работы по бионике начали появляться в США и СССР в начале семидесятых годов.

Следующей, не менее увлекательной, была книга Д.Щербинина  «Откуда что взялось: занимательные факты из истории изобретений».

Работа над проектом меня увлекала всё больше и больше, я каждый день находил  новые факты, достижения. 

Когда я уже изучил много литературы по бионике, решил выяснить, а что знают  мои одноклассники о бионике? Мне хотелось, чтобы они тоже разделили со мной радость моих познаний. Я с помощью учителя составил и провёл анкету, которая предполагала ответы на самые простые вопросы:

1) Что такое бионика?

2) Может ты слышал что-то об этой науке от старших?

3) Хотел бы ты узнать, что она изучает?

4) Замечал ли ты сходство какого-либо животного с изобретением человека? Укажи, какого.

5) Считаешь ли ты, что множество примеров для своих изобретений человек позаимствовал у природы? 

В анкетировании принимали участие 20 обучающихся. Результаты таковы:

·                   95% опрошенных не знают, что такое бионика;

·                   5% - имеют представление о данной науке;

·                   80% опрошенных хотели бы узнать, что изучает бионика;

·                   75% опрошенных замечали сходство внешнего вида животных с изобретениями человека;

·                   85% опрошенных согласны, что множество примеров для своих изобретений человек позаимствовал у природы. 

В ходе опроса я заметил, что ребятам интересно было бы узнать подробнее об этой науке. Двое товарищей согласились помогать мне в создании проекта.

Из Википедии мы узнали, что «Название бионики происходит от древнегреческого слова бион — «ячейка жизни». Изучает бионика биологические системы и процессы с целью применения полученных знаний для решения технических задач. Бионика помогает человеку создавать оригинальные технические системы и технологические процессы на основе идей, найденных и заимствованных у природы.

 Соединение «БИОлогия» и «техНИКА» означает «учиться у природы технике завтрашнего дня», которая принесет большую пользу человеку и природе. Появление науки кибернетики способствовало более широкому изучению строения и функций живых систем. Это помогло выяснить их сходства с техническими системами, а также использовать полученные сведения о живых организмах для создания новых приборов, механизмов, материалов.

Эмблемой бионики являются скальпель и паяльник, соединённые знаком интеграла. Скальпель — символ биологии, паяльник — техники, а интеграл объединяет обе отрасли науки. Девиз бионики – «Живые прототипы – ключ к новой технике».

 Итак, я узнал, что такое бионика.

1.2 Бионика в «древности и современности»

Ещё в глубокой древности люди очень многое брали у природы. Так кость рыбы у древних людей стала иглой для шитья. Шкуры зверей стали для превобытного человека одеждой… Умение разводить огонь, прятаться в норку от непогоды, хранить пищу про запас, маскироваться под окружающую среду и еще много других вещей, о которых мы знаем очень давно, но никогда не думали, что это связано с какой-то наукой.

 Прародителем бионики, как науки, считается Леонардо да Винчи, итальянский художник и ученый, изобретатель, писатель, музыкант.

Леонардо да Винчи интересовали проблемы полёта. В Милане он делал много рисунков и изучал летательный механизм птиц разных пород и летучих мышей.

Кроме наблюдений, он проводил и опыты, но они все были неудачными. Леонардо очень хотел построить летательный аппарат. Его чертежи и схемы летательных аппаратов были основаны на строении крыла птицы. Позднее, к его работам все-таки пришел успех.

В наше время, по чертежам Леонардо да Винчи неоднократно осуществляли моделирование орнитоптера (от греч. ornis, род.падеж ornithos – птица и pteron – крыло), махолет - летательный аппарат тяжелее воздуха с машущими крыльями.

Развитие компьютерной техники и математического моделирования позволяют современным учёным намного быстрее и с большей точностью воплощать в различных отраслях подсказки природы. Приведу простой пример применения бионических форм в нашей современной жизни.Многие нынешние приборы и приспособления оснащены присосками. Например, их используют для усовершенствования конструкций ножек различных кухонных приспособлений, чтобы избежать их скольжения во время работы. Также присосками оснащают специальную обувь мойщиков окон высотных зданий для обеспечения их безопасной фиксации. Это нехитрое приспособление тоже позаимствовано у природы. Квакша, имея на ногах присоски, необычайно ловко держится на гладких и скользких листьях растений, а осьминогу они необходимы для тесного контакта со своими жертвами.

И таких примеров я нашёл очень много.

1.3 Основные направления  бионики

Сегодня бионика имеет несколько направлений. Основные из них:

Архитектурно-строительная бионика.

Бионика в архитектуре — это не просто внешнее подобие раковинам моллюсков, птичьей скорлупе, пчелиным сотам, ветвям лесной чащи и т.д. Прежде всего, это более удобные, более гармоничные, более надежные пространства жизнедеятельности человека.

К 100-й годовщине Великой французской революции в Париже была организована всемирная выставка. На территории этой выставки планировалось воздвигнуть башню, которая символизировала бы и величие Французской революции, и новейшие достижения техники. На конкурс поступило более 700 проектов, лучшим был признан проект инженера-мостовика Александра Гюстава Эйфеля. В конце ХIХ столетия башня, названная именем своего создателя, поразила весь мир ажурностью и красотой. 300-метровая башня стала своеобразным символом Парижа. Ходили слухи, будто бы построена башня по чертежам неизвестного арабского ученого. И лишь спустя более чем полстолетия биологи и инженеры сделали неожиданное открытие: конструкция Эйфелевой башни в точности повторяет строение большой берцовой кости, легко выдерживающей тяжесть человеческого тела. Совпадают даже углы между несущими поверхностями.

Нейробионика

 Нейробионика изучает работу мозга, исследует механизмы памяти. Интенсивно изучаются органы чувств животных, внутренние механизмы реакции на окружающую среду и у животных, и у растений. 

Учеными создано искусственное сердце из биологических материалов.  Новое научное открытие может помочь многим людям.

Торжество бионики - искусственная рука. Ученым из Института реабилитации Чикаго удалось создать бионический протез, который позволяет пациенту не только управлять рукой с помощью мыслей, но и распознавать некоторые ощущения.

Биомеханика.

Биомеханика — раздел естественных наук, изучающий  механические свойства живых тканей, отдельных органов и систем, или организма в целом, а также происходящие в них механические явления. Биомеханические исследования охватывают различные уровни организации живой материи: биологические макромолекулы, клетки, ткани, органы, системы органов, а также целые организмы и их сообщества.

Основоположник современной аэродинамики Н. Е. Жуковский тщательно изучил механизм полёта птиц и условия, позволяющие им парить в воздухе. На основании исследования полёта птиц появилась авиация.

1.4 Изобретения человека, подсказанные природой

Я переворошил очень много разной литературы и интернет-ресурсов и нашёл огромное количество разных изобретений человека, аналогами которых являются природные формы.  Самые интересные хочу представить в своей работе.

Присоски были изобретены при изучении осьминогов.

Паутинные нити – дали начало строительству прочных красивых подвесных мостов.

Принцип скольжения пингвинов по рыхлому снегу воспроизведён в конструкции снегохода «Пингвин».

Прообразом солонки послужила коробочка макового цветка.

Конечности хищных птиц подсказали идею изобретения экскаватора.Изучение механизма работы передних конечностей крота помогло создать землеройные машины.

Изучив медузу, удалось создать копию "барометра" и сконструировать систему, обладающую высокой чувствительностью. Прибор предсказывает шторм за 20 часов до начала.

Клюв птицы веретенника подал идею создания операционных ножниц и пинцета.

У пера птицыесть бородки различных порядков, оснащенные крючками, которые обеспечивают надежное сцепление; в застежке-молнии использован тот же принцип соединения зубцов.

Привычный нам поршневой шприц имитирует длинный носик комара и блохи, с укусом которых знаком каждый человек.

Устройство роговицы глаза ночной бабочки легло в основу конструкции солнечных батарей.

Пушистые «парашютики» замедляют падение семян одуванчика на землю, точно также, как парашют замедляет падение человека.

Муха одновременно видит не одно, а много изображений какого-либо предмета. Когда это предмет движется, то он как бы переходит от одного изображения в другое. А это дает возможность с большой точностью определять скорость движения тела.  После того, как принцип устройства  глаз мухи был изучен, инженеры  создали новый прибор - “глаз мухи”, предназначенный для определения скорости летящих самолетов.

«Подводные лодки» в природе известны давно – это обычные рыбы, способные изменять свою плавучесть, впуская газ в плавательный пузырь или выпуская его.

Почему белый лотос остается чистым, «живя» в болотной грязи? Секрет его загадочной чистоты разгадал Бартлот. Он заметил, что лепестки белого лотоса были усеяны крошечными остриями. На таких остриях трудно удержаться частичкам пыли и грязи, и их легко смывают капли дождя. «Лотосовый эффект» использовали в краске, названной«Лотосан». Покрашенные ею стены не надо мыть в течение 5 лет.

Осы впрыскивают нервнопаралитическое вещество в область нервных стволов пауку, полностью его парализуя, но не убивая его, который неподвижно лежал в осином гнезде до появления личинок и служил им кормом. Это наблюдение способствовало изобретению анастезии.      

Бобрыперекрывают плотинами небольшие реки, создавая запруды, где сооружают хижины. Их дамбы настолько хорошо построены, что могут держаться веками. Люди возводят дамбы для создания больших искусственных водоёмов, содержащих миллионы литров воды. Эти огромные запасы воды используются в домах, на фабриках, заводах.

Этот список можно еще продолжать и продолжать…

Из вышесказанного можно сделать вывод, что природа открывает перед инженерами и учеными бесконечные возможности по заимствованию технологий и идей.

ГЛАВА IIИСПОЛЬЗОВАНИЕ «ЗАГАДОК» ПРИРОДЫ ЧЕЛОВЕКОМ

2.1. Бионические изобретения у меня дома

Оказывается, бионические изобретения – не обязательно какие-то сложные механизмы, это могут быть самые простые обыденные приспособления и инструменты, которые есть практически в каждом доме. Я решил провести «ревизию» бионических домашних принадлежностей. Теперь, глядя на обычный предмет, я сразу вспоминаю его аналог из природы.

Солонка	Коробочка семян мака
Ножницы, секатор садовый	Клешни рака
Замок-молния на куртке	Перо птицы
Пинцет	Клюв птицы веретенника
Застёжки-липучки	Репейник
Шприц	Длинный нос комара
Супер-клей	Лапки геккона
Светоотражатели на рюкзаке	Глаза кошки
Детская машина-экскаватор	Конечности хищных птиц
Ласты	Рыбий хвост

2.2. Создание познавательной игры «Найди пару»

Чтобы закрепить знания о бионике мы решили сделать познавательную игру «Найди пару». В ходе игры нужно найти природный аналог предложенным техническим средствам, и объединить их в логические пары. С обратной стороны можно прочитать познавательную информацию о природном объекте и его техническом «друге». Побеждает тот, кто за 3 минуты сможет больше найти таких пар и рассказать о них. (Приложение )

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Я понял, что бионика имеет огромное значение в жизни человека. Моя гипотеза подтвердилась, очень многое из того, что сделано руками человека, люди придумали не сами, а с «подсказкой» матери-природы.

В процессе выполнения  работы была достигнута цель и решены все поставленные задачи.

В результате работы я узнал, что такое бионика, кто был её родоначальником, какие направления она имеет, нашёл изобретения, которые «подсмотрел» человек у природы. Я был удивлён, узнав, как много бионических форм окружает нас в повседневной жизни. Теперь я знаю, что природа хранит ещё множество загадок, которые, возможно, в будущем будем решать мы, сегодняшние дети. Я, к примеру, собираюсь продолжить поиск интересных фактов использования свойств природных явлений в технических открытиях и буду работать над собственным открытием - как ещё можно использовать возможности природы для удобства человека.

На основании проделанной работы, можно сделать следующие выводы:

·                   я убедился, что человек постоянно обращается за знаниями к Природе;

·                   ученые продолжают исследовать объекты живой природы для того, чтобы почерпнуть свежие идеи для создания новых технических устройств;

·                   так как природа уникальна и совершенна, человек ещё долго будет открывать её тайны.

ЛИТЕРАТУРА

ИНТЕРНЕТ – РЕСУРСЫ

·                   Акимушкин И.И. «Мир животных: Птицы, рыбы, земмноводные, пресмыкающиеся» - 2 изд., испр. и доп. – М.: Мысль, 1989;

·                   Бакеро Мириам, Домингес Нико; (перевод с испанского Мирошниченко Д.А.) – «Тело человека», Москва: Эксмо, 2020 – 48с.: ил. – (101 факт, который интересно знать);

·                   Детская энциклопедия, художественно-познавательный журнал для девочек и мальчиков, №12 – 2019.;

·                   Леонович А.А. «Бионика. Подсказано природой», ООО «Издательство АСТ» 2019 ;

·                   Оприш.Т. «Занимательная бионика», Бухарест: Альбатрос, 1986;

·                   Щербинин Д. «Откуда что взялось: занимательные факты из истории изобретений», Аквилегия – М, 2009, -256 с.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Бионика

https://nsportal.ru/ap/library/drugoe/2021/01/24/proekt-bionika-izobreteniya-prirody-i-cheloveka

https://htoikak.ru/applications/nanotehnologii-vdohnuli-novuyu-zhizn-v-bioniku-pervye-primeneniya.html

https://obuchonok.ru/node/7545

https://infourok.ru/issledovatelskaya-rabota-po-biologii-biomimetika-3487588.html

https://newcarnage.ru/potato/svyaz-bioniki-s-drugimi-naukami-znachenie-bioniki-v-nashei-zhizni-po/

бионика в Яндекс-картинках