Проектная задача "Город будущего" (2-5 классы)

Межпредметная разновозрастная проектная задача

для учащихся начальных классов

Название проектной задачи

«Город будущего».

Класс

РВГ 2-4 кл

Предмет

Легоконструирование, Цифровой Лего-дизайн, окружающий мир, технология, экология.

Тип задачи

Межпредметная, проектная, разновозрастная, творческая

Цели и педагогические задачи (педагогический замысел)

1. Комплексное использование освоенных в разных предметах способов действий в модельной ситуации, требующей их совмещения.

2. Расширение познавательных возможностей к самостоятельному познанию нового и решению жизненно важных проблем.

3. Разновозрастное сотрудничество учащихся в малых группах (коллективно-распределенная деятельность) при решении общей задачи.

4. Развитие умения критериально оценивать свои действия и действия группы по различным позициям;

Знания, умения и способы действия, на которые опирается задача

Окружающий мир:

• запись, фиксация информации об окружающей среде города, в том числе с помощью ИКТ, заполнение предложенных таблиц с опорой на прочитанный текст;

• интерес к познанию окружающего мира

Технология:

• роль трудовой деятельности в жизни человека;

область применения и назначение инструментов, технических устройств;

• свойства известных материалов.

• выполнять инструкции;

• изготавливать изделия рисунку, чертежу, эскизу.

Экология:

• самостоятельность и личная ответственность за свои поступки, установка на здоровый образ жизни;

• экологическая культура: ценностное отношение к природному миру, готовность следовать нормам природоохранного, нерасточительного, здоровьесберегающего поведения;

• узнавать, называть и определять объекты и явления окружающей действительности в соответствии с содержанием учебных предметов

• установление причинно-следственных связей;

Легоконструирование:

• умение работать с деталями из набора Легоконструктора;

• умения творчески подходить к решению задачи;

• умение излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений;

• умение работать над проектом в команде, эффективно распределять обязанности;

Цифровой Лего-дизайн:

• получать необходимую информацию об объекте деятельности, используя рисунки, схемы, эскизы, чертежи (на бумажных и электронных носителях);

• умение создавать модель в цифровом Лего-дизайне, учитывая характеристику будущего объекта.

Общеучебные умения

1. Работа согласно алгоритму (умение действовать по плану, по образцу);

2. Работа с разными видами информации.

3. Работа в малой группе (коммуникативная компетентность): взаимодействие, взаимопомощь, взаимоконтроль;

Формируемые и оцениваемые результаты:

Личностные УУД – произвольность регуляции поведения и деятельности в форме построения предметного действия в соответствии с заданным образцом и правилом, формирование адекватной позитивной осознанной самооценки и самопринятия.

Коммуникативные УУД – умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации; планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками; инициативное сотрудничество в поиске и сборе информации.

Познавательные УУД – постановка и формулирование проблемы, самостоятельное создание алгоритмов деятельности при решении проблем творческого и поискового характера; поиск и выделение необходимой информации, в том числе решение рабочих задач с использованием инструментов ИКТ и источников информации. Регулятивные УУД – составление плана и последовательности действий; оценка результатов работы/

Планируемый педагогический результат

Демонстрация учащимися:

- умения работать с источниками информаций (поиск явной и относительно скрытой информации);

- умения, работая в малой группе создавать конечный «продукт»-модель из легоконструктора «Город будущего» (его инфраструктуры, градостроительство).

Формы и методы реали-

зации проектной задачи

Творческие, логические задания, работа в микрогруп-

пах (4–5 чел.), групповые проекты, ИКТ

Средства обучения

Презентация, демонстрирующая объяснения к занятию,

задания для учащихся каждой группы, Легоконструктор, карточки с заданиями, проектор,

интерактивная доска, экспозиционная площадка «Город будущего».

Способ и формат оценивания результатов работы

В процессе решения задачи оценивается:

-владение учащимися навыка работы с источником информации;

-умение правильно выполнять задания и выстраивать с их помощью решение задачи в целом;

-умение взаимодействовать в малой группе при решении общей задачи.

Оценка взаимодействия учащихся при работе в группе проводится путем экспертного наблюдения и оформляется в виде экспертного листа, в котором фиксируются действия учащихся в процессе решения задачи, и делается общий вывод об уровне работы в малой группе.

Замысел проектной задачи.

Центральным действием при решении проектной задачи является создание модели «Города будущего» (его инфраструктуры) из легоконструкторов. Для того чтобы прийти к конечному «продукту» учащимся необходимо выявить и разобраться в проблемах современного города, исследуя различные источники информации предложить пути его разрешения.

Данная проектная задача рассчитана на участие четырёх человек в каждой группе, так как работоспособность каждого в такой группе явно просматривается. Продолжительность работы 1час.

Описание проектной задачи:

Сегодня 6 ноября, 3015 год.

Новости местного голограммного центра. «Буквально в эти дни были найдены артефакты древнего города, который исчез по неизвестным причинам в ноябре, 2015 году. Подробности из мест событий в репортаже нашего корреспондента Натальи Беловой».

Репортаж Н. Беловой, город Голе, ноябрь, 3015г.

«Действительно, город Голе окутана старой легендой о том, что тысяча лет назад здесь стоял великолепный город Тачи. Существует на сегодняшний день единое мнение историков об исчезновении города Тачи. Это связано с истощением природных ресурсов, что ухудшает процесс ведения хозяйственной деятельности на пострадавшей территории. Недалеко были обнаружены диски с информацией о существовании города Тачи. Эти диски нашёл юный горожанин, восьмилетний Михайлов Алексей. Давайте послушаем его рассказ о необыкновенной находке.

«Я вчера после дождя пошел пускать кораблики по прудику, расположенному на лужайке перед нашим огородом. В северо-восточной части пруда оказался серьезно поврежден берег. Приглядевшись к обвалу, я увидел торчащие из земли обломки дерева и пластмассовые круглые предметы неизвестного мне вида. Трогать я ничего не стал, позвал родителей».

Интервью с профессором Информационно-технического центра Н. Листов: Мы раскрыли информацию. На найденном носителе любительская видеозапись маленькой девочки, которая подробно рассказывает о своём городе. Итак, посмотрите сами. (демонстрация видео)

Дешифровка текста: «Я хочу познакомить со своим городом. Мне знаком каждый уголок моего замечательного города. Это аэропорт, где работает мой папа. Это телецентр, откуда мы смотрим программы и телепередачи. Это музеи, жилые дома. Это кран, где работает мой брат. Вот автомобиль моего брата, а это метро где я каждый день езжу в школу. Это зоопарк, где мы каждое воскресенье отдыхаем с семьёй. Это самое любимое место друзей, одноклассников, где мы играем и общаемся. Это всеми любимый развлекательный центр «планета детства». Мэр города расширяет парковую зону. Далее аэропорт, где работает мой дядя - главным диспетчером, который курирует перевозки».

Обращение мэра города Голе к архитекторам и инженерам.

«Уважаемые, архитекторы, инженеры и студенты архитектурно-строительных факультетов! Предлагаю вам создать новый город с современными архитектурными конструкциями, инженерными технологиями и механизмами. Ваши авторские объекты будут воплощены на улицах нового города Тачи»

Задание 1.

Используя рассказ очевидца Михайлова и план-схему земельного участка семьи Михайловых в черте города Голе, определите местонахождение старого города Тачи. Отметьте на плане крестом.

Задание 2.

Прочитайте внимательно статью руководителя центра «Экология Земли» Банникова Алексея Викторовича, кандидата исторических наук, установите, сколько ежегодно потребляется сырья городом и сколько совершается выбросов в атмосферу.

Заполните таблицу.

Потребление сырья городом

Выбросы вредных веществ в атмосферу

Степень опасности

Задание 3. Из предложенной таблицы выберите инженерную технологию для своего конструирования. Создайте технический эскиз на бумаге и напишите его применение (для чего и как будет использоваться).

Таблица с наименованием современных инженерных технологий для жизнедеятельности людей.

№

Название инженерных технологий

Технические характеристики

Функции

Применение

1

Экодеревья

• Невысокие;

• Легкие;

• Устойчивые;

• Форма разнообразная.

Всасывание производственной пыли

Парки, скверы, улицы, бульвары, промышленные зоны.

2

Экомобили

• Безопасный;

• Экономичный;

• Сверхмобильный;

• Экологичный;

• Доступный.

Средство передвижения

Для перевозки людей и других грузов.

3

Экодом

• Прочный строительный материал;

• Комфортный;

• Трансформирующий;

• Лёгкий;

• Безопасный.

Место проживания человека

Для жизни и деятельности людей

4

Летающие дома

• Лёгкий;

• Безопасный;

• Комфортный;

• Доступный.

Место проживания человека

Для жизни и деятельности людей

5

Летающий транспорт

• Безопасный;

• Экономичный;

• Сверхмобильный;

• Экологичный;

Средство передвижения

Для перемещения людей в пространстве на дальние расстояния

6

Вакуумные поезда

• Сверхскоростная;

• Экономичная, питание за счёт солнечных батарей;

• Экологичная;

• Безвучная.

Общественный транспорт

Для жизни и деятельности людей

7

Траволаторы

• Лёгкий;

• Безопасный;

• Комфортный;

• Доступный

Воздушная дорога

Для перемещения пешеходов

8

Автобусная система

• Вместительная;

• Сверхскоростная;

• Экономичная, питание за счёт солнечных батарей;

• Экологичная;

• Безвучная.

Общественный транспорт

Для перевозки людей и автомобилей

9

Мультикоптеры

• Безопасный;

• Комфортный;

• Лёгкий;

• Роботизированный пилот;

• Сверхзащищённый от экстремальных ситуаций.

Детский транспорт

Для перевозки

1 или 2 детей.

10

Летомобиль

• Безопасный;

• Экологичная;

• Безвучная

• Вместительная;

• Сверхскоростная;

• Комфортный;

• Доступный

Семейный транспорт

Для перемещения людей в пространстве на дальние расстояния

Задание 4. Смоделируйте свой проект из набора легоконструкторов с экологически безопасной характеристикой для жизнедеятельности людей.

Задание 5. Защита своей модели. Презентация (слайд-шоу: название проекта и его техническая характеристика)

Дополнительный материал №2

Научная статья о «Экологические проблемы городов 21 века».

Автор статьи: Руководитель центра «Экология Земли» Банников Алексей Викторович, кандидат исторический наук, доцент ГГУ.

«Экологическое неблагополучие городов стало острейшей глобальной проблемой, требующей скорейшего решения.

«Городская среда» — фундаментальное понятие, выражающее глубинную сущность города и как места сосредоточения больших масс людей, и как функционального образования, играющего столь важную роль в жизни и развитии общества, в его территориальной организации.

Природа в городе и его ближайшем окружении подвергается тяжкому испытанию. Будучи местами концентрации разнообразной промышленности, строительства, энергетики, автомобильного парка, населения, города являются источниками загрязнений воздуха, поверхностных и подземных вод, почвы. Их можно уподобить вулканам, извергающим на собственную и окружающую территории огромное количество газообразных, жидких и твёрдых веществ. Приведём данные характеризующие объёмы этих выбросов и стоков в условно городе с миллионным населением.

В городе с миллионным населением  ежегодно потребляются (миллион тонн):

Вода

470

Кислород

50

Минерально-строительное сырьё

10

Уголь

4

Сырая нефть

4

Природный газ

2

Жидкое топливо

1,9

Сырьё для чёрной металлургии^*

1,2

Сырьё для цветной металлургии^*

3,5

Выбросы  вредных веществ в атмосферу:

Вода (пар, аэрозоль)

10,8

Углекислый газ

1,2

мышьяк

0,2

Пыль

0,2

Углеводороды

0,1

Оксиды азота, кадмий

0,06

Органические вещества (фенолы, бензол, спирты, растворители, жирные кислоты и др.)

0,008

Хлор, аэрозоли соляной кислоты

0,005

Ртуть, свинец

0,005

Многие элементы и соединения поступают в атмосферу в небольших количествах — от нескольких до сотен тонн в год, ртуть, кадмий, свинец и др.), но они наиболее опасны для человека.

Опасные соединения для здоровья людей.

Вредные вещества

Степень опасности

Мышьяк

Ядовитый, высокотоксичный

Пыль

Токсичная

Углеводороды

Умеренно токсичные

Оксиды азота, кадмий

Высокотоксичные

Органические вещества (фенолы, бензол, спирты, растворители, жирные кислоты и др.)

Токсичные

Хлор, аэрозоли соляной кислоты

Высокотоксичные

Ртуть, свинец

Ядовитые, высокотоксичные

Токсичность это действие на организм в определённых дозах вредных веществ, нарушая дееспособность, вызывая заболевания или даже смерть.

Дополнительный материал №1

Схема №1 Земельный участок семьи Михайловых.

Схема №2 План города Голе.

Дополнительный материал №3

6 видов транспорта будущего

Проект Hyperloop создателя PayPal и Tesla Motors Илона Маска на глазах превращается из футуристичного концепта в очень перспективный бизнес.

Он предполагает создание поездов, способных перемещаться быстрее, чем большинство современных самолётов. Сегодня стало известно, что партнёром Маска в этом бизнесе стала компания Oerlikon Leybold Vacuum, принадлежащая Виктору Вексельбергу. Интерес к проекту уже проявили в Арабских Эмиратах и в Китае. «Секрет» выбрал ещё несколько проектов, которые могут стать транспортом будущего и принести миллиарды.

Вакуумные поезда Hyperloop

В августе 2013 года Илон Маск представил концепт сверхскоростного транспорта будущего — вакуумного поезда и магистрали Hyperloop. Внутри стальной трубы на воздушных подушках будут передвигаться транспортные капсулы, каждая вмещает до 28 человек. Скорость примерно соответствует скорости звука в воздухе — 1200 км/ч.

Трубу будут поддерживать колонны, а обеспечивать электроэнергию — солнечные батареи, установленные по всей площади аэромагистрали. Маск рассказывает, что для работы требуется 21 мегаватт, а панели смогут вырабатывать 57 МВт в солнечный день. Таким образом, если отправлять капсулы со станции каждые полминуты, 7,4 млн человек в год смогут добраться из Сан-Франциско в Лос-Анджелес (600 км) меньше чем за полчаса. По подсчётам Маска, проект окупится за 20 лет при условии, что билет в одну сторону будет стоить не более $20.

Hyperloop — альтернатива проекту скоростной железной дороги, которую американские власти строят между Сан-Франциско и Лос-Анджелесом. На реализацию проекта планируется потратить около $70 млрд. Маск же уверен, что его концепт требует всего $7,5 млрд. Правда, он признался, что пока не готов браться за Hyperloop — всё его время отнимают SpaceX и Tesla. Маск надеется, что за реализацию проекта возьмётся кто-нибудь другой, а он, в свою очередь, обещает всяческую поддержку, включая финансовую.

Автобусная система 3D Express Coach

В 2010 году китайская компания Shenzhen Huashi Future Parking Equipment представила проект автобуса 3D Express Coach. Хотя на традиционный автобус он похож мало: по замыслу разработчиков, он должен двигаться параллельно движению городского транспорта и над ним. Для этого дороги нужно оснастить чем-то вроде монорельса по бокам. Ширина автобуса рассчитана на покрытие двух автомобильных полос.

Места для пассажиров расположены на втором уровне, для их посадки и высадки необходимо построить специальные платформы. В случае экстренной ситуации они могут покинуть автобус с помощью надувного трапа. 3D Express Coach рассчитан на 1 200 — 1 400 человек — по данным создателей, он может заменить около 40 обычных городских автобусов, а его появление снизит количество пробок на 30%.

Для движения автобус может использовать энергию солнечных батарей, установленных на его крыше. Экономия топлива при этом составила бы 860 т в год, а объём вредных выбросов сократился бы на 2 640 т в год.

Стоимость строительства экспериментальной дороги протяжённостью 40 км оценивалась в $73 млн.

Реализация проекта должна была начаться ещё в 2010 году в Пекине, но местные власти позже отказались от этой идеи. Интерес к двухуровневому транспорту проявили власти городского округа Шицзячжуан и города Вуху. На какой стадии проекты сейчас — неизвестно. Также в 2013 году власти бразильского города Манаус подписали с разработчиками автобуса договор о строительстве такой дорожной системы.

Мультикоптеры E-Volo

В 2011 году трое немецких инженеров разработали прототип первого пилотируемого мультикоптера с 16 винтами. Общая масса конструкции — 80 кг. По сути, мультикоптер представляет собой две перекрещенные алюминиевые пятиметровые балки, к которым крепится кресло пилота. Кресло держится на большом ортопедическом мяче — он должен смягчать посадку. Управляется летательный аппарат одним джойстиком.

Главные преимущества E-Volo — безопасность и доступная цена. Коптер сможет находиться в воздухе, даже если несколько винтов откажет. В случае если откажут они все, сработает парашютная система, которая доставит пилота и аппарат на землю. По словам создателей, стоимость мультикоптера будет определяться размером и грузоподъёмностью, но начальная цена на самую простую комплектацию — $1 000. Пока прототип может находиться в воздухе не более 20 минут, потому что E-Volo работает на электричестве, но создатели обещают увеличить время полёта до одного часа. Скорость — до 60 км/ч.

В 2013 году инженеры E-Volo решили сделать на базе мультикоптера полноценный вертолёт с 18 винтами, его тестовые испытания прошли успешно. Сейчас E-Volo пытается наладить серийное производство мультикоптеров.

Траволаторы от NBBJ

Несколько дней назад архитектурное бюро NBBJ представило концепцию разгрузки кольцевой линии Лондонского метрополитена. В её основе — сеть траволаторов, движущихся с разной скоростью бесступенчатых дорожек.

NBBJ предлагает в тоннелях метро расположить по три траволатора в ряд. Один из них будет двигаться со скоростью 44 км/ч, средний — чуть медленнее, а ещё один — со скоростью человеческого шага, чтобы на него было удобно заходить пассажирам с платформ. По мнению разработчиков, это «здоровая и приятная» альтернатива метрополитену.

При этом пассажиры могут ехать на траволаторах стоя или идти по ним, тем самым увеличивая скорость своего движения.

Сумма, необходимая для реализации проекта, и реакция лондонских властей пока неизвестны.

Суборбитальный космический корабль Space Ship Two

В этом году компания Virgin Galactic Ричарда Брэнсона собирается приступить к испытаниям второго суборбитального туристического космического корабля Space Ship Two.

По замыслу Virgin Galactic корабль Space Ship Two должен доставляться самолётом-носителем White Knight Two на высоту 15 км, а затем, отделившись, продолжать свой полёт два с половиной часа. В невесомости пассажиры будут проводить около 6 минут. Один такой аппарат рассчитан на двух пилотов и четырёх пассажиров. По данным главы Virgin Galactic Джорджа Уайтсайдса, к апрелю 2015 года более 700 человек внесли предоплату за участие в будущих полётах. Одно путешествие на Space Ship Two стоит около $200 000.

Первый такой корабль разбился в пустыне Мохаве на юге Калифорнии в октябре 2014 года, при этом погиб один пилот. Изначально планировалось, что суборбитальные полёты начнут проводить в конце 2014 года, теперь их старт зависит от успешности испытаний Space Ship Two.

Летающие автомобили Terrafugia TF-X

Весной 2013 года американская компания Terrafugia занялась разработкой летающего автомобиля с вертикальной системой взлёта и посадки. Работать TF-X будет на основе гибридного электродвигателя — это позволит заряжать автомобиль от простой розетки. Разработчики Terrafugia утверждают, что TF-X сможет разгоняться в воздухе до 322 км/ч, а управлять машиной будет не сложнее, чем простым седаном. Но перед первым стартом водителям придётся пройти специальный пятичасовой курс обучения.

Чтобы начать полёт, водителю потребуется указать желаемое место посадки и несколько альтернативных вариантов — система TF-X постоянно анализирует условия полёта и может скорректировать курс.

В Terrafugia подсчитали, что для запуска серийного производства им потребуется около десяти лет — прототип автомобиля, построенный в масштабе 1 к 10, уже прошёл тестовые испытания. Во сколько покупателям обойдётся Terrafugia TF-X, пока неизвестно.