Исследовательская работа "Бионика. Учимся мудрости у природы"
Оценка 4.7

Исследовательская работа "Бионика. Учимся мудрости у природы"

Оценка 4.7
doc
26.04.2020
Исследовательская работа "Бионика. Учимся мудрости у природы"
1 Для Захара бионика.doc

МБУ «Управление образования»

Научное общество учащихся

XVI городской конкурс исследовательских и творческих работ

учащихся «Первые шаги»

 

             

 

                                                                                             Секция «Мир природы»

 

Бионика. Учимся мудрости у Природы.

 

 

 

 

 

                                                                            Автор:

                                                                                            Беленький Захар

                                                                                            ученик 3г класса

                                                                                               МАОУ СОШ №21

                                                                                            

                                                                                           Руководитель:

                                                                                         Устюгова Л.И.

                                                                                                 учитель начальных                                    

                                                                              классов     

                                                                                                высшей категории 

                                                                                                МАОУ СОШ №21

 

 

г. Кунгур

2016 год

Оглавление

Введение………………………………………………………………..……………….3

Глава I. Что такое бионика?

1.1            Понятие бионика …………………………………………………………..……6

1.2            История появления науки……………………………………………………….7

1.3            Основные направления бионики…………………………………………….8-10

1.4     Открытия, подсмотренные у природы ..…………………………………..11-12

Глава II. Практическая часть

2.1.          Анализ содержания учебника «Окружающий мир» для 3 класса Вахрушева В.А……………………………………………………………..……………………….13

2.2.  Наблюдения и опыты за примерами соединения объектов биологии и техники в различных  областях  ……………………………………..…………14-17

Заключение…………………………………………………………….………..……..18

Список использованных источников и литературы……………………..………… 18

Приложение………………………………………………………………………..19-38


«Птица – действующая

 по математическому закону

инструмент, сделать который,

в человеческой власти…»[1]

Леонардо да Винчи.

Мне очень нравиться изучать такой школьный предмет как окружающий мир. Познавать  тайны природы познавательно и интересно.

На уроках  окружающего мира в 3 классе мы рассматривали разные темы: из чего состоят предметы, изучали  виды   животных, знакомимся с законами  природы…   На каждом уроке  мы наблюдаем,  как люди используют природу и приходим к выводу, что природа – источник жизни людей.  Природа дает человека  пищу, одежду, кров… Природа источник здоровья человека… Природа  вдохновитель на создание  произведений искусства…

Кроме того природа открывает перед человеком бесконечные возможности по заимствованию технологий и идей.  Многие уроки окружающего  мира подтверждают то, что природа – гениальный конструктор, инженер, художник и великий строитель. Любое творение природы представляет собой высокосовершенное произведение, отличающееся поразительной целесообразностью, надежностью, прочностью…

Кто первый – природа или люди?  Иногда случается, что то или иное изобретение человечества уже давно «запатентовано» природой. То есть изобретатели, создавая нечто, не копируют, а придумывают сами технологию или принцип работы, а позже оказывается, что в естественной природе это уже давно существует, и можно было просто подсмотреть и перенять. Нужно быть очень внимательным, наблюдая за природой. Где-то еще остаются неизученными, прячутся созданные природой изобретения, призванные улучшить нашу жизнь. Мне стало интересно узнать,  какая наука  помогает людям делать новые изобретения, приоткрывая тайны природы? Какие изобретения (подсмотренные у природы)  мы используем в своей жизни.

Целью моей работы стало: изучение  науки бионики, как науки, открывающей человеку тайны природы для новых открытий.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

1. Узнать, что такое «Бионика» и изучить историю появления науки «бионика».                 3. Познакомиться с основными направлениями бионики и  современными открытиями.

4. Найти общие черты и сравнить примеры жизнедеятельности живых                    организмов и технические изобретения человека.                                                                                               5. Убедить других в необходимости быть внимательнее и бережливее к окружающему миру.

Предмет исследования: особенности жизнедеятельности живых организмов и технические изобретения человека.

Гипотеза: Зная о некоторых примерах использования человеком особенностей природы, животного и растительного мира, предполагаем, что мир создан совершенно, не требуя доработки, и человек в большинстве технических достижений лишь копирует свойства уже сотворённого.

От того на сколько разумно и бережно мы будем сегодня пользоваться созданиями мастерской природы, зависит не только материальное благополучие людей на Земле, но и развитие творческой мысли человека, развитие техники, искусства и всего прогресса на Земле.

В ходе исследования применялись следующие методы:                                               - поиск и сбор информации;                                                                                                           - анализ;

- наблюдения;

- опыты.

  Практическая значимость. Исследовательская работа способствует повышению интереса к изучению наук естественного цикла.  Она будет интересна как обучающимся, так и педагогам. Многие даже не догадываются, как многим привычным и удобным вещам мы  обязаны животным или растениям. Собираясь утром, мы не задумываясь, застёгиваем молнии и «липучки». Что говорить про сотовый телефон, который стал важным предметом нашей повседневной жизни. Таких примеров можно привести немало. Мы все живем в обществе, но очень важно и необходимо понимать и учитывать законы,  которые созданы природой. Человек должен лишь умело владеть знаниями, чтобы воплотить в жизни все подсказки природы и раскрыть ее тайны. В процессе ознакомления с данной темой  мы задумываемся над своим отношением к природе, над тем как следует относиться к окружающему миру, в котором мы живем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава I. Что такое бионика?

1.1.          Понятие бионика

Человека,  с момента создания мира,  интересовало многое: почему вода – мокрая, почему день сменяет ночь, почему мы ощущаем аромат цветов и пр. Естественно человек пытался этому найти объяснение. Но чем больше он узнавал, тем еще больше возникало у него вопросов: может ли человек летать как птица, плавать как рыба, как животные «узнают» о приближении шторма, о надвигающемся землетрясении, о грядущем извержении вулкана, можно ли создать искусственный разум?

Вопросов «почему» очень много, часто эти вопросы не научно истолковывались, порождая вымыслы, суеверия. Для этого нужно обладать хорошими знаниями во многих областях: в физике и химии, астрономии и биологии, географии и экологии, в математике и технике, в медицине и космосе.

А существует ли наука, которая объединила бы в себе все, смогла бы сочетать несочетаемое? Оказывается – существует! Это наука бионика - “БИОлогия” и “техНИКА”. Суть бионики состоит в том, чтобы заимствовать у природы ценные идеи и реализовывать их в виде оригинальных конструкторских и дизайнерских решений, а также новых информационных технологий.

Понятие бионика состоит из частей слов «БИОлогия и техНИКА», что означает «учиться у природы технике завтрашнего дня»[2], которая принесет большую пользу человеку и природе».

В англоязычной и переводной литературе чаще употребляется термин биомиметика (от лат. bios - жизнь, и mimesis – подражание),  который дословно можно перевести как "подражание, имитирование природы"[3]. Термин биомиметика впервые ввел в научную лексику американский писатель-натуралист Джанин Бениус.

В России, вместо биомиметики, чаще употребляется термин бионика.

1.2 .История появления науки

Датой рождения бионики как науки считается 13 сентября 1960 года. В США, в г. Дайтон состоялся первый симпозиум по бионике, который официально закрепил рождение новой науки. Учёные избрали своей эмблемой скальпель и паяльник, соединённые знаком интеграла (Приложение 1). «Девизом бионики стали слова: «Живые прототипы – ключ к новой технике»»[4].

Самая удивительная лаборатория — это живая природа. В этой лаборатории на протяжении сотен миллионов лет идет кропотливая работа: благодаря наследственности и изменчивости организмов в результате естественного отбора совершенствуются те качества и свойства животных и растений, которые лучше всего соответствуют условиям окружающей среды. Так постепенно достигается поразительная приспособленность к окружающим условиям. Человек давно не только удивляется этому совершенству природы и восхищается им, но и учится у природы, подражает ей.

Идея применения знаний о живой природе для решения инженерных задач принадлежит Леонардо да Винчи (Приложение 2). Великий ученый эпохи Возрождения долго наблюдал за полетом птиц. Он хотел построить летательный аппарат, чтобы человек мог на нем, подобно птицам, парить над землей. Его чертежи и схемы летательных аппаратов были основаны на строении крыла птицы. В наше время, по чертежам Леонардо да Винчи неоднократно осуществляли моделирование орнитоптера.

Из современных ученых можно назвать имя Хосе Дельгадо  (Приложение 3). С помощью своих радиоэлектронных приборов он изучал «неврологическо физические характеристики животных. И на их основе пытался разработать алгоритмы управления живыми организмами»[5].

1.3.Основные направления бионики и  современные открытия

 Стремление обладать способностями, превосходящими те, что подарила нам природа, сидит глубоко внутри каждого человека – это подтвердит любой тренер по фитнесу или пластический хирург. Наши тела обладают невероятной способностью к адаптации, но есть вещи, которые им не под силу. Например, мы не умеем разговаривать с теми, кто находится вне пределов слышимости, мы не способны летать. Поэтому нам нужны телефоны, и самолеты. Чтобы компенсировать свое несовершенство, люди издавна применяли различные «внешние» приспособления, однако с развитием науки инструменты постепенно уменьшались и становились все ближе к нам.

Сегодня бионика имеет несколько направлений:

1.Архитектурно-строительная бионика изучает законы формирования и структурообразования живых тканей, занимается анализом конструктивных систем живых организмов, созданных по принципу экономии материала, энергии и обеспечения надежности. В архитектурно-строительной бионике большое внимание уделяется новым строительным технологиям.
Яркий пример архитектурно-строительной бионики — полная аналогия строения стеблей злаков и современных высотных сооружений (Приложение 4). «Стебли злаковых растений способны выдерживать большие нагрузки и при этом не ломаться под тяжестью соцветия. Если ветер пригибает их к земле, они быстро восстанавливают вертикальное положение». В чем же секрет? Оказывается, их строение сходно с конструкцией современных высотных фабричных труб — одним из последних достижений инженерной мысли.
Обе конструкции внутри полые. Междоузлия стеблей — кольца жесткости. Вдоль стенок стебля находятся овальные вертикальные пустоты. Стенки трубы имеют такое же конструктивное решение. Роль спиральной арматуры, размещенной у внешней стороны трубы в стебле злаковых растений, выполняет тонкая кожица.

1.        Биомеханика. Давно известно, что птицы, рыбы, насекомые очень чутко и

безошибочно реагируют на изменения погоды. Изучение сложной навигационной системы рыб и птиц, преодолевающих тысячи километров во время миграций и безошибочно возвращающихся к своим местам для нереста, зимовки, выведения птенцов, способствует разработке высокочувствительных систем слежения, наведения и распознавания объектов.

Наиболее продвинувшиеся исследования в бионике - это разработка биологических средств обнаружения, навигации и ориентации; комплекс исследований, связанных с моделированием функций и структур мозга высших животных и человека; создание систем биоэлектрического управления и исследования по проблеме "человек-машина". Эти направления тесно связаны друг с другом. (Приложение 5).

Есть еще многие системы ориентации в пространстве, устройство которых пока не изучено: пчелы и осы хорошо ориентируются по солнцу, самцы бабочек (например, ночной павлиний глаз, бражник мертвая голова и т. д.) отыскивают самку на расстоянии 10 км. Морские черепахи и многие рыбы (угри, осетры, лососи) уплывают на несколько тысяч километров от родных берегов и безошибочно возвращаются для кладки яиц и нереста к тому же самому месту, откуда сами начали свой жизненный путь. Предполагается, что у них есть две системы ориентации — дальняя, по звездам и солнцу, и ближняя — по запаху (химизм прибрежных вод).

2.                 Нейробионика изучает работу мозга, исследует механизмы памяти. Интенсивно изучаются органы чувств животных, внутренние механизмы реакции на окружающую среду и у животных, и у растений. Основными направлениями нейробионики являются изучение нервной системы человека и животных и моделирование нервных клеток – нейронов и нейронных сетей. Это дает возможность совершенствовать и развивать электронную и вычислительную технику.
          Какой мальчишка не увлекался бы игрой в роботов, ни смотрел фильм про Терминатора или Рассомаху. Самые преданные  бионики это инженеры, которые конструируют роботов. Разработчики - бионики исходят из того, что роботам придется функционировать в городских и домашних условиях, то есть в «человеческой» среде с лестницами, дверями и другими препятствиями специфического размера. Поэтому они обязаны соответствовать человеку по размеру и по принципам передвижения. И у кого же копировать конструкцию ног, если не у животных? «Миниатюрный, длиной около 17 см., шестиногий робот (гексапод) из Стенфордского университета уже бегает со скоростью 55 см/сек»[6]. (Приложение 6).

        Микроскопические роботы могут решать массу важных для человечества задач, совершить переворот в медицине, уничтожать вредные отходы и даже готовить необходимую людям инфраструктуру для жизни на других планетах.

Создано искусственное сердце из биологических материалов.  Новое научное открытие может положить конец дефициту донорских органов.

       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 (Приложение 7).

       Полезное применение нанороботов и наномашин планируется использовать в медицинских технологиях и  военных технологиях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4.  Современные открытия,  «подсмотренные у природы».

 

         Природа! Чего только нет в ее «патентном бюро»!  В современной технике многое напоминает живую природу. Подвесные мосты, самолёты и вертолёты, передвижение на гусеничном ходу, стрелы подъёмных кранов,                        землеройные машины — всё это подсказала человеку природа.                                            
        1. От одуванчика к парашюту. Уже в течение миллионов лет растения используют «парашютики» для распространения своих семян. Пушинки одуванчика тормозят падение семян, и ветер относит их очень далеко от того места, где они выросли. Струи тёплого воздуха поднимают семена одуванчика. Вот почему их можно увидеть даже на парапетах высоких зданий. Парашюты, изобретённые человеком, повторяют этот же принцип (Приложение 8). Когда ветер подхватывает парашют, его купол создаёт эффект торможения и скорость падения замедляется. Современные парашютисты могут парить в воздухе подобно планеру и управлять парашютом, «сбрасывая» воздух с разных частей купола.
       2.От пингвина к снегоходной машине. В научно-исследовательской лаборатории механизации Горьковского политехнического института разработали под руководством А.Ф. Николаева снегоходную машину, в основе которой лежит принцип передвижения пингвинов по рыхлому снегу  (Приложение 9). Значительные снеговые преграды пингвины преодолевают достаточно своеобразным способом — скользя на брюхе и отталкиваясь от снега ластами, что спасает птицу от проваливания в снежную толщу и одновременно позволяет развивать весьма приличную скорость — до 20 км/ч.  Точно так же, лежа на снежной поверхности широким днищем и отталкиваясь от нее колесными плицами, легко скользит по рыхлому снегу новая снегоходная машина «Пингвин», развивая скорость до 50 км/час. В таких машинах давно нуждаются многие отрасли народного хозяйства на Севере нашей страны.
       3.От ели к Останкинской башне. Одной из опорных форм в природе является конус. Он присутствует в построении крон и стволов деревьев, стеблей и соцветий, грибов, раковин и т.д. В природе встречаются два вида конуса. Первый-конус основанием вниз. Это форма помогает выдержать ветровые нагрузки и действия силы тяжести. Второй вид конуса основанием вверх. Но чаще в природе проявляется взаимодействие двух конусов. Примером служат кроны многих деревьев, которые внизу начинают развиваться в виде конуса основанием вверх, а заканчиваются вершиной вверх. Архитекторы нередко используют принцип конуса). Так, в конструкции Эйфелевой башни отчетливо виден конус основанием вниз. Принцип конуса вверх лежит в основе построения водонапорной башни в Алжире  (Приложение 10).

Список подобных примеров можно долго продолжать:     

Гидравлический привод?

Пожалуйста, у паука.                                                                     

Пневматический отбойный молоток?

Вот он у земляной осы.                                 

Ультразвуковой локатор?

У летучей мыши. 

Сонар  (средство звукового обнаружения подводных объектов с помощью акустического излучения)

У дельфинов, тюленя, кита.                                                                                            

Реактивный двигатель?

У кальмара.

Точный барометр?

У лягушки, вьюна, пиявки.

Предсказатель штормов?

У медузы.     

Запахоанализатор, способный различать 5000 тысяч запахов?

У обыкновенной дворняжки.      

Счетчик Гейгера? (газоразрядный прибор для подсчёта числа попавших в него ионизирующих частиц.)

У улитки.                                                                                                       

Гидротрон? (электровакуумный СВЧ-генератор)

У мухи.                                                                                                                    

Поляризационный солнечный компас?

У пчелы.

Указатель скорости движения?

У жука.                                                                                     

Опреснитель морской воды?

В клюве альбатроса.                                                            

Высокочувствительный сейсмограф?

У водяного жука и кузнечика

 

Поистине «на выдумки природа торовата»…

Глава II. Практическая часть

2.1. Анализ содержания учебника «Окружающий мир»

 для 3 класса Вахрушева А.А.

       Стало интересно узнать, а какие сведения об использовании живых моделей в технике, архитектуре и строительстве можно рассматривать на уроках окружающего мира. С этой целью было внимательно изучено содержание материала учебника «Окружающий мир» (часть 1 «Обитатели Земли») для 3 класса Вахрушева А.А.. Проанализировав материал учебника, пришли к выводу о том, что  можно рассматривать элементы науки бионики при изучении большинства тем. Была составлена таблица «Элементы бионики в учебнике «Окружающий мир» для  3 класс Вахрушева А.А.»  (Приложение 11), которую могут использовать педагоги.

        Учитывая большой интерес учащихся к миру животных, их информированность через телевидение и литературу, и множество задаваемых вопросов к  учителю, в нашем классе  проводятся различные внеклассные мероприятия для расширения знаний школьников о природе. С этой целью был разработан и проведен классный час в форме познавательной игры «Био+Ника» для одноклассников (Приложение 12).

       Таким образом, для повышения интереса к изучению предмета окружающего мира  можно  рассматривать содержание материала с точки зрения науки бионики,  как на уроках окружающего мира, так и на внеклассных мероприятиях.

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2. Наблюдения и опыты за примерами соединения объектов биологии и техники

в различных областях

В процессе исследования данной проблемы были проведены собственные наблюдения за некоторыми живыми объектами природы.

Наблюдение за комнатным растением

Так у нас дома на подоконнике растёт фаленопсис (разновидность орхидеи). Для примера мы взяли, цветки орхидеи, вокруг которых летом мы наблюдали большое количество мелких мошек. Оказывается, насекомые видят в ультрафиолете предметы объемными и светящимися. Блеск поверхности - признак, который чрезвычайно притягателен для животных и птиц. Ювелиры при производстве украшений исходят именного из этого принципа – блеска-свечения (Приложение 13 )

Через проведение опытов были рассмотрены   примеры соединения биологии и техники в таких областях как обувная и косметическая промышленности.

Опыт №1 «Крючки»

Цель: выявить принцип действия репейника и застежки – липучки

Ход опыта: Мы рассмотрели принцип действия репейника и застежки – липучки. Был взят плод репейника, рассмотрев его, мы обнаружили, что он имеет более 200 крючков, благодаря которым он прикрепляется к животным и человеку которые разносят семена на большие территории. На разные образцы ткани (шерсть, шелк, хлопок) репей легко прицепился и прочно держался (Приложение 14 ).

Для изготовления застежек-липучек техника производит специальные ленты, где обе части прижимаются друг к другу. Крючковатая щетинковидная поверхность ленты цепляется за взятые образцы ткани. Таким образом, с помощью подобных крючков обе части прочно связываются  друг с другом (Приложение 15 ).

Результат опыта: застежки – липучки работают по принципу действия репейника.  Знаменитое заимствование сделал швейцарский инженер Джордж де
Местраль в 1955 году. Он часто гулял со своей собакой и заметил, что к ее шерсти постоянно прилипают какие-то непонятные растения.   Исследовав феномен, де Местраль определил, что он возможен благодаря маленьким крючкам на плодах дурнишника (репейника). В результате инженер осознал важность сделанного открытия и через восемь лет запатентовал удобную «липучку». 
 

Опыт №2 «Природная защита»

Цель опыта: изучить  природную защиту плода и примеры использования ее в косметической промышленности.

Что такое естественный яблочный воск? Это тот блеск на яблоках, который придает им роскошное сияние. Как не странно, но этот блеск часто принимают за воск, которым обрабатывают яблоки, чтобы они не повреждались ничем. Но заблуждение…  Практически все сорта имеют свой восковой налет, наличие воска говорит не о вредоносной химической обработке яблок, а об их здоровом происхождении. Чем такой налет краше - тем яблоки более полезны, поскольку хорошо удерживают влагу и являются сочными, вкусными. Раньше не было практически таких сортов, которые покрыты естественным воском. Они появились относительно недавно, т.е., были созданы генетиками и селекционерами. Такая характеристика яблока дает ему преимущество - после дождя влага моментально стекает и на плодах не остается излишних капель, которые могут послужить рассадником болезней, в частности парши.

Ход опыта: Брали целое яблоко сорта Глостер, который отличается длительным хранением и устойчивостью к гниению. Обрабатывали половину яблока тампоном, пропитанным спиртом, половину оставили не обработанной (Приложение 16). Наблюдали в течение двух месяцев за плодом при комнатной температуре +21. Половина яблока, обработанная ватным тампоном, через 8 дней начала портиться, появились темные пятна. Через 20 дней на обработанной поверхности появились очаги гниения, на 42-й день мякоть начала морщиться и стала рыхлой (Приложение 17).

Необработанная сторона яблока начала  портится на 60-й день, появились первые признаки увядания плода. Благодаря  слою воска снижалась опасность высыхания и контакта с вредными веществами (Приложение 18).

Результат опыта: Исходя из наблюдений, можно сделать вывод, что  с  помощью природной защиты, слоя воска, плод менее подвергался воздействию внешних факторов и размножению бактерий.

Ученые косметологи выделенный и очищенный воск добавляют в косметические средства для волос и кожи (Приложение 19 ).

Полезные свойства воска для кожи и волос:

·                     Защитное свойство. «Воски покрывают кожу тончайшей пленкой, которая с одной стороны позволяет ей дышать, а с другой оказывает защитную функцию: запирает внутри питательные вещества и влагу. Оберегает от обветривания, иссушающего воздействия солнца, мороза и т.д.»[7]

·                     Увлажняющее свойство. По сути, это свойство вытекает из предыдущего. Будучи добавленными в косметические средства воски дольше сохраняют влагу в коже и волосах.

·                     Смягчение и восстановление. Натуральные воски растительного происхождения обладают смягчающими свойствами. После них кожа становится более бархатистой и нежной, а волосы – действительно более мягкими.

·         Кондиционирование – разглаживание чешуек волоса, создание на его поверхности защитной пленки.

Таким образом, в результате опытов мы выявили примеры использования элементов природы в создании простейших технических изобретений человека в области косметической и обувной промышленностях:

1.                 Выявили принцип действия репейника и застежки – липучки. Природа доказывает необходимость таких приспособлений, как крючки, с целью дальнейшего  распространения и выживания растения. Человек скопировал эти изобретения и эффективно применяет принцип действия крючков в изготовлении застежек-липучек в легкой и обувной промышленности.

2.                 Изучили природную защиту плода и примеры использования ее в косметической промышленности. Защитный воск делает кожуру яблока красивой и гладкой. Косметическая промышленность заимствовала это для своей продукции. Использование таких естественных веществ открывает перед косметической промышленностью большие перспективы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

В ходе данного исследования были получены первоначальные знания о науке «бионика», об истории появления этой науки и её направлениях.

           Автором проанализировано содержание учебника «Окружающий мир» для 3 класса, составлена таблица «Элементы бионики в учебнике Окружающий мир Вахрушева А.А.», которая может быть полезна ученикам и педагогам.

Для информирования своих одноклассников была создана презентация «Современные открытия, позаимствованные у природы».                   

В ходе работы было разработано и проведено внеклассное  мероприятие по окружающему  миру для одноклассников: познавательная игра «Био+Ника».

 

Проведенные наблюдения и опыты подтвердили  то, что многие изобретения, действительно, были позаимствованы у природы. Природа не прячет от нас свои тайны, она служит для человека эталоном для творения нового. Тот, кто умеет быть внимательным к ней  - совершает новые  открытия. Таким образом,  выдвинутая гипотеза нашла свое подтверждение.                                                                                 

 

И может кто – то из школьников, а также просто читателей заинтересуется наукой бионикой и в каждом листочке, стебле, насекомом и другом биологическом существе найдет решение возникшей в его сознании проблемы.

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников и литературы

1.                 Аитова Е.Н., Голубков А.С. Клинические исследования эффективности увлажняющего крема с воском кожуры яблок. М. ЗАО «Мирра-М», 2014г.

2.                  Бионика Большая серия знаний/Проф. В. Нахтигаль.- М.: ООО Мир книг,2006.

3.          Бионика. Беседы для учащихся начальной школы / Сост. З.В. Артамонова, Н.В.Щепина. – Глазов: Глазовский государственный педагогический институт, 2007.

4.                 Гармаш, И.И. Тайны бионики / И.И.  Гармаш Тайны бионики. М.1985.

5.                 Гастев А.А. Леонардо да Винчи. Серия ЖЗЛ, Издательство «Молодая гвардия», 1982.

6.                 Кричевский Г.Е.  «Основы Бионики. Учимся мудрости у Природы». М., 2015.

7.         Рийо А., Мейе Ж.А. Бионика. Когда наука имитирует природу. М.: Техносфера,2013.

8.                 Романенко, Е.В. Бионика / Большая Российская Энциклопедия. М.: Научное издательство «Большая Российская Энциклопедия», 2005.

9.                 Скурлатова М. В. Бионика как связь природы и техники // Молодой ученый.  2015.

10.              Соколов Е.Н.,  Шмелев Л.А.. Нейробионика. Организация нейроподобных элементов и систем. М.: Наука, 1983.

11.            Нанотехнологии. Азбука для всех. М.:"Физ.-мат. лит." 2007.

12.            Нанотехнологии вдохнули новую жизнь в бионику. Новые технологии. № 44 (216) от 29.10.2003

13.            https://ru.wikipedia.org/wiki/Бионика

14.            http://secret-nature.ucoz.ru/publ/9-1-0-52

15.            http://harra.ru/2011/05/01/13-sentyabrya-den-rozhdeniya-bioniki/

 

 

Приложение 1

 

эмблема бионики

 

Эмблема бионики:

скальпель и паяльник, соединенные знаком интеграла.

 

Приложение 2

http://a1.a4w.ro/assets/yoda/2012/08/19/image_galleries/12010/leonardo-da-vinci-inventatorul-ingenios-care-ne-inspira-si-astazi_1.jpg

Леонардо да Винчи
(1452-1519)

Приложение 3

Хосе ДЕЛЬГАДО, испанский нейрофизиолог

Приложение 4

http://www.tvoyhram.ru/img_travnik/dushkolos_0.jpghttp://900igr.net/datai/biologija/Bionika/0012-016-JArkij-primer-Arkhitekturno-stroitelnoj-bioniki-polnaja-analogija.jpgneboskrebtajbej101gordosttajvanja2.jpg (202.47 Kb)http://www.net.gorod.tomsk.ru/posts-files/77/316/i/DSC_1796_3.jpg

Небоскреб «Тайбэй-101

Тайвань

2004г.

 

Останкинская

телебашня, Москва

1967г.

Приложение 5


Ультразвуковой локационный аппарат летучих мышей

 

 

             Лапы ловчих птиц

Приложение 6

http://topref.ru/main/images/69091/29c2fda5.jpg

Шестиногий робот (гексапод)

из Стенфордского университета 

 

Приложение 7

рука протез

Обладательница бионической руки Клаудия Митчелл 

2006г.

Приложение 8

http://photos.lifeisphoto.ru/96/3/969709.jpg http://tnews.tula.net/upload/iblock/adb/adbf40b4f2c4efc70afd515772d63fe5.jpeg

 

Приложение 9

 

Описание: http://smartnews.ru/storage/c/2013/09/12/1378939923_000418_47.uk http://cs607618.vk.me/v607618648/a22/Qk4Vk7yAyqc.jpg

 

 

 

Приложение 10

 

http://www.ua.creativejobslist.org/img/ua/service_catalog/527024.jpeg http://4stur.server483.org.ua/media/tour/France_Paris/paris/tower1_0.jpg

http://img-fotki.yandex.ru/get/6204/45855005.5f/0_7bf67_ff2d9897_L http://images.spiritus-temporis.com/b000000/d19/hU0/i27EJ/r6/s1/t3/w1HC/x3371/dragon-s-blood-tree-endemic-to-island-diksam.jpg

 

 

 

 

 

Приложение 11

Элементы бионики в учебнике «Окружающий мир»

для  3 класс Вахрушева А.А.

Тема

Биологические объекты

Техническое воплощение принципов

их строения и жизнедеятельности.

Живая оболочка планеты.

Крот



Дельфин

Изучение механизма работы его передних конечностей помогло создать землеройные машины.

Разработан дирижабль «Дельфин», который назван потому, что поверхность полимерных листов, из которых собираются корпуса дирижабля, выполнена «в подражание коже» дельфина.

Как живые организмы запасают энергию Солнца. 


Растения

Растения поглощают энергию солнечного света, впитывая его хлоропластами. По аналогии мы сохраняем солнечную энергию, поглощенную ячейками солнечной батареи.

Экосистема поля.

Подсолнечник

Он является прообразом солнечной батареи.

В воде хорошо, а на суше лучше. 


Корень



Стебель  соломина


Ель


Репейник

Опорная функция ходульных корней мангровых деревьев легла в основу проекта свайных построек.


Этот принцип воплощен в постройке Останкинской башни.


Принцип строения ели – Останкинская башня.

Обыкновенный репейник вдохновил швейцарского инженера Жоржа де Местраля на изобретение «липучки».

Маленькие рыцари.

Членистоногие



 

 

Паук


Божья коровка

Оса

Раки, пауки, насекомые – имеют наружный скелет. Он покрывает тело, как панцирь, но состоит из отдельных твердых члеников. По их подобию были созданы доспехи для рыцарей.

По форме паука создана кабина – дом, который нетрудно установить почти где угодно.
Ее расцветка использована в предупреждающих знаках (светофоре).
Ее расцветка использована в сигнале, предупреждающем о радиоактивной опасности.

Первый шаг из моря на сушу.

Рыбы

Лягушка

Их форма использована в судостроении.

По принципу глаза лягушки созданы электронные аппараты, которые используются на аэродромах.

На суше – как дома.

Змея



Черепаха

И охранная сигнализация и «погремушка» на хвосте гремучей змеи использованы человеком в приборах, предупреждающих об опасности. 
В бронетранспортере или танке, для защиты солдат, находящихся внутри, используется каркас из стальных пластин наподобие панциря черепахи.

Пернатые изобретатели.

Птицы

Перья птиц


Пингвин

Птицы – прообразы будущих махолетов.

Перо птицы является прообразом застежки – молнии.

В снегоходных машинах применяется способ передвижения их по рыхлому снегу.

Прирожденные разрушители.

Грибы

Принцип тургора живых моделей привел к появлению в архитектуре пневматических напряженных конструкций.

 

 

 

 

 

 

Приложение 12

Познавательная игра «Био + Ника»
Цели:

  1. Познакомить детей с некоторыми примерами использования в технике открытий бионики.
  2. Развивать речь, логическое и творческое мышление, память, наблюдательность, умение сравнивать и анализировать.
  3. Воспитывать бережное отношение к природе, умение работать в группе.

Оборудование:  рисунок гремучей змеи, черепахи, розы, осьминога; набор карточек для каждой команды, коробку, ножницы, инструменты: пила, гаечный ключ, пассатижи, пинцет; рисунки: дельфина, паука; жетоны с названиями команд «био» и «ника», два жетона помечены * - это жетоны капитанов команд.
Ход мероприятия.

1.Организационный момент:                                                                                                                                     - Здравствуйте, ребята! Приглашаю вас на встречу с новой наукой.

2. Вводная беседа.                                                                                                                                                        - На Земле человека окружают растения и животные, которые внушают ему множество замыслов. Наши лучшие изобретения в большинстве своем либо копируют, либо как-то используют природные новинки и технологии. Вы уже знаете о науке бионике, которая изучает природу с целью создания технических устройств, познакомились с некоторыми примерами использования в технике открытий бионики. Сегодня на игре вы узнаете о новых изобретениях, которые создал человек, наблюдая за природой, и проявите свои знания в области бионики

3. Деление на команды.

- В игре у нас будет принимать участие две команды. Выберите любой жетон. Поднимите руки те, которым попался жетон с надписью «био». Это будет команда «Био». Теперь поднимите руки те, которым попался жетон с надписью «ника». Это будет команда «Ника». Поднимите руки те, кому попались надписи с*. Это капитаны команд.                                                                                 (Дети работают в группах, ответы записывают на листочках).

Разминка

-Вы можете получить дополнительный балл до игры, если сможете ответить, как переводится название вашей команды. («Био» – жизнь, «Ника» - техника.)

4. Основная часть                                                                                                                                      Первый конкурс «Найдите пару»

Живым организмам приходится себя защищать, так как им постоянно угрожает опасность оказаться чьей – либо добычей: ведь все они являются звеньями пищевой цепочки, а также животные защищают свою территорию от посягательств своих сородичей. Мы тоже, наблюдая за ними, научились охранять свой дом, свою жизнь с помощью охранной сигнализацией, специальными газовыми баллончиками, колючей проволокой, бронированными транспортными средствами. Посмотрите на доску. На рисунках представлены объекты природы: роза, гремучая змея, черепаха, осьминог. Также у каждой команды есть карточки со словами: охранная сигнализация, газовый баллончик, колючая проволока, бронетранспортер.

Задание: Найдите пары: живой организм и аналог его защиты, придуманный человеком. Напишите объект живой природы на соответствующую карточку.

-Итак, я вижу, что команды готовы. А теперь правильный ответ:                                                                                              1)охранная сигнализация – гремучая змея (у гремучей змеи на конце хвоста есть погремушка. Если животное приближается слишком близко, змея начинает трещать погремушкой. Громкий звук отпугивает того, кто потревожил рептилию. Охранные системы аналогично уберегают жилища от взломщиков. Спрятанный внутри дома прибор подает тревогу, как только кто-то заходит в помещение.)                                                                                                                                 2)газовый баллончик – осьминог (осьминог имеет мешочки, заполненные чернильной краской. Если на них нападают, они выпускают в воду облако чернил и быстро исчезают. Аналогично действуют специальные газовые баллончики. В некоторых странах люди имеют право носить их с собой, чтобы защититься в случае нападения.)                                                                                     3) колючая проволока – роза (растения (розы) не могут убежать от своих врагов, поэтому они защищаются от травоядных шипами. Эффект колючей проволоки схож с эффектом шипов на розах.)                                                                                                                                                                            4) бронетранспортер – черепаха ( защищаясь, черепаха втягивает лапки и голову внутрь толстого панциря. Это обеспечивает надежную защиту от большинства хищников. В бронетранспортерах или танках для защиты солдат, находящихся внутри, используется каркас из стальных пластин наподобие панциря черепахи. Бронированные сухопутные транспортные средства и «бронированные» животные ради своей безопасности жертвуют скоростью и свободой маневрирования.)

Второй конкурс «Выбери предмет»

-Посмотрите, у меня на столе инструменты: гаечный ключ, пила, пассатижи, пинцет. Выберите из них инструмент, на создание которого человека натолкнули клешни краба.
Правильный ответ: гаечный ключ, которым зажимают и затягивают гайки и болты, - это механический вариант клешни краба, древнего инструмента природы. Также правильным ответом является пассатижи, так как это усовершенствованный вариант.

Третий конкурс – конкурс капитанов.

 В этой коробке лежит предмет. Человека на его создание, скорее всего, вдохновили зубастые пасти и птичьи клювы, так как их сильные мышцы раскрывают и захлопывают нижнюю и верхнюю челюсти таким образом, что животные могут разрезать и разжевать пищу. Этот предмет сейчас применяется везде и есть в каждом доме.
Правильный ответ: ножницы.

Четвертый конкурс «Угадай, кто это?

-У меня на доске за квадратиками спрятаны объекты живой природы, которые представляют большой интерес для ученых – биоников. Для каждой команды свой живой объект. Команде разрешается открыть 5 квадратиков, после этого необходимо отгадать живой объект.
Правильные ответы: паук, дельфин.

Сообщения учащихся.
Швейцарские авиаинженеры разработали оригинальный летательный аппарат, в котором несущие крылья копировали обтекаемую форму тела дельфина.
Разработан дирижабль «Дельфин» (Показать фотографию бионического дельфина), который назван потому, что поверхность полимерных листов, из которых собираются корпуса дирижабля, выполнена «в подражание коже» дельфина. Бионический дельфин - новое транспортное средство двигается точь-в-точь как настоящий дельфин, да и его форма скопирована с тела дельфина.

-На основании открытия американских ученых (они узнали, как на молекулярном уровне устроена нить паутины) удастся создать сверхпрочные и упругие синтетические материалы. Из них можно будет сшить сверхлегкие одежды.
По принципу паука создана кабина – дом, который нетрудно установить почти где угодно (Показать рисунок кабины – дома).

- Сегодня на игре вы увидели интересные изобретения человека, созданные на основе наблюдений за природой.

Пятый конкурс «Творческий»                                                                                                                - А теперь попробуйте создать свою модель транспорта, дома или другого полезного предмета на основе своих знаний и наблюдений за природой (животными, птицами, насекомыми).
Подведение итогов. Награждение.

- Вы сегодня все были молодцы! Вы показали, как вы много знаете, но я думаю, что каждый из вас узнал что-то новое.
-Какое задание у вас вызвало трудности?
- Какая информация об объекте живой природы и аналогичном изобретении человека вам запомнилась, показалась самой интересной?

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 13

Описание: http://dic.academic.ru/pictures/wiki/files/80/Phalaenopsis_kaleidoscope2.jpg   Описание: http://klio-expo.ceteralabs.com/upload/iblock/41b/41bb16844dbaf9d2dbc927931d705289.jpg

 

Описание: http://mylitta.ru/uploads/posts/2012-12/1356186423_diamonds-3.jpg

 

Приложение 14

 

 

 

Был взят плод репейника

 

 

 

 

 

На разные образцы ткани (шерсть, шелк, хлопок) репей легко прицепился и прочно держался

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 15

Для изготовления застежек-липучек техника производит специальные ленты, где обе части прижимаются друг к другу. Крючковатая щетинковидная поверхность ленты цепляется за взятые образцы ткани.

 

липучка для одежды под микроскопом

Приложение 16

 

 

 

Брали целое яблоко сорта Глостер, который отличается длительным хранением и устойчивостью к гниению.

 

Обрабатывали половину яблока тампоном, пропитанным спиртом, половину оставили не обработанной.

 

 

Наблюдали в течение двух месяцев за плодом при комнатной температуре +21.

 

Приложение 17

Половина яблока, обработанная спиртом

 

 

8 день.

Первые тёмные пятна.

 

20 день.

Первые очаги

гниения

 

Описание: C:\Users\пк\Desktop\фото\PC270250.JPG

 

 

42 день.

Мякоть морщинистая и рыхлая

 

 

Приложение 18

60 -й день наблюдения

Описание: C:\Users\пк\Desktop\фото\PC270252.JPG

Необработанная половина яблока     Обработанная половина яблока

 

 

Приложение 19


Скачано с www.znanio.ru



[1] Гастев А.А. Леонардо да Винчи. Серия ЖЗЛ, Издательство «Молодая гвардия», 1982

[2] Бионика Большая серия знаний/Проф. В. Нахтигаль.- М.: ООО Мир книг,.2006.

[3] «Нанотехнологии. Азбука для всех.» М.:"Физ.-мат. лит." 2007

[4] Скурлатова М. В. Бионика как связь природы и техники // Молодой ученый. — 2015. — №10. — С. 1283-1289.

[5] Е.Н. Соколов, Л.А. Шмелев. Нейробионика. Организация нейроподобных элементов и систем. М.: Наука, 1983.

[6] Нанотехнологии вдохнули новую жизнь в бионику. Новые технологии. № 44 (216) от 29.10.2003

[7] Аитова Е.Н., Голубков А.С. Клинические исследования эффективности увлажняющего крема с воском кожуры яблок. М. ЗАО «Мирра-М», 2014г.

МБУ «Управление образования»

МБУ «Управление образования»

Оглавление Введение………………………………………………………………

Оглавление Введение………………………………………………………………

Птица – действующая по математическому закону инструмент, сделать который, в человеческой власти…» [1]

Птица – действующая по математическому закону инструмент, сделать который, в человеческой власти…» [1]

Какие изобретения (подсмотренные у природы) мы используем в своей жизни

Какие изобретения (подсмотренные у природы) мы используем в своей жизни

Практическая значимость. Исследовательская работа способствует повышению интереса к изучению наук естественного цикла

Практическая значимость. Исследовательская работа способствует повышению интереса к изучению наук естественного цикла

Глава I . Что такое бионика? 1

Глава I . Что такое бионика? 1

История появления науки Датой рождения бионики как науки считается 13 сентября 1960 года

История появления науки Датой рождения бионики как науки считается 13 сентября 1960 года

Основные направления бионики и современные открытия

Основные направления бионики и современные открытия

Наиболее продвинувшиеся исследования в бионике - это разработка биологических средств обнаружения, навигации и ориентации; комплекс исследований, связанных с моделированием функций и структур мозга высших животных…

Наиболее продвинувшиеся исследования в бионике - это разработка биологических средств обнаружения, навигации и ориентации; комплекс исследований, связанных с моделированием функций и структур мозга высших животных…

Поэтому они обязаны соответствовать человеку по размеру и по принципам передвижения

Поэтому они обязаны соответствовать человеку по размеру и по принципам передвижения

Современные открытия , «подсмотренные у природы»

Современные открытия , «подсмотренные у природы»

В природе встречаются два вида конуса

В природе встречаются два вида конуса

Глава II. Практическая часть 2

Глава II. Практическая часть 2

Наблюдения и опыты за примерами соединения объектов биологии и техники в различных областях

Наблюдения и опыты за примерами соединения объектов биологии и техники в различных областях

Приложение 15 ). Результат опыта: застежки – липучки работают по принципу действия репейника

Приложение 15 ). Результат опыта: застежки – липучки работают по принципу действия репейника

Половина яблока, обработанная ватным тампоном, через 8 дней начала портиться, появились темные пятна

Половина яблока, обработанная ватным тампоном, через 8 дней начала портиться, появились темные пятна

Таким образом, в результате опытов мы выявили примеры использования элементов природы в создании простейших технических изобретений человека в области косметической и обувной промышленностях: 1

Таким образом, в результате опытов мы выявили примеры использования элементов природы в создании простейших технических изобретений человека в области косметической и обувной промышленностях: 1

Заключение В ходе данного исследования были получены первоначальные знания о науке «бионика», об истории появления этой науки и её направлениях

Заключение В ходе данного исследования были получены первоначальные знания о науке «бионика», об истории появления этой науки и её направлениях

Список использованных источников и литературы 1

Список использованных источников и литературы 1

Приложение 1 Эмблема бионики: скальпель и паяльник, соединенные знаком интеграла

Приложение 1 Эмблема бионики: скальпель и паяльник, соединенные знаком интеграла

Приложение 2 Леонардо да Винчи (1452-1519)

Приложение 2 Леонардо да Винчи (1452-1519)

Приложение 4 Небоскреб «Тайбэй-101

Приложение 4 Небоскреб «Тайбэй-101

Приложение 5 Ультразвуковой локационный аппарат летучих мышей

Приложение 5 Ультразвуковой локационный аппарат летучих мышей

Приложение 6 Шестиногий робот (гексапод) из

Приложение 6 Шестиногий робот (гексапод) из

Приложение 8 Приложение 9

Приложение 8 Приложение 9

Приложение 10

Приложение 10

Приложение 11 Элементы бионики в учебнике «Окружающий мир» для 3 класс

Приложение 11 Элементы бионики в учебнике «Окружающий мир» для 3 класс

Маленькие рыцари. Членистоногие

Маленькие рыцари. Членистоногие

Приложение 12 Познавательная игра «Био +

Приложение 12 Познавательная игра «Био +

Посмотрите на доску. На рисунках представлены объекты природы: роза, гремучая змея, черепаха, осьминог

Посмотрите на доску. На рисунках представлены объекты природы: роза, гремучая змея, черепаха, осьминог

Правильные ответы: паук, дельфин

Правильные ответы: паук, дельфин

Приложение 13

Приложение 13

Приложение 14

Приложение 14

Приложение 15 Для изготовления застежек-липучек техника производит специальные ленты, где обе части прижимаются друг к другу

Приложение 15 Для изготовления застежек-липучек техника производит специальные ленты, где обе части прижимаются друг к другу

Приложение 16

Приложение 16

Приложение 17 Половина яблока, обработанная спиртом 8 день

Приложение 17 Половина яблока, обработанная спиртом 8 день

Приложение 18 60 -й день наблюдения

Приложение 18 60 -й день наблюдения

Приложение 19

Приложение 19
Материалы на данной страницы взяты из открытых истончиков либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.
26.04.2020