Получите свидетельство
Вход
Цель:
Показать взаимосвязь деятельности человека и живой природы при решении инженерных проблем.
Задачи:
1. Познакомить с наукой «Бионика», как с наукой, исследующей принципы биологических систем для решения инженерных проблем;
2. Познакомить с особенностями решения инженерных задач при строительстве зданий и сооружений;
3. Развивать умения находить и использовать информацию на заданную тему;
4. Воспитывать навыки самообразования и интерес к живой природе и профессии «Строитель».
Ход урока.
Вступительное слово учителя. С незапамятных времен мысль человека искала ответ на вопрос: может ли человек достичь того же, чего достигла живая природа ? Сможет ли он, например, летать, как птица или плавать под водой, как рыба.
Вспомним высказывание К. Э. Циолковского: «Сначала неизбежно идут мысль, фантазия, сказка, за ними шествует научный расчет и, в конце концов, исполнение венчает мысль».
Сначала человек мог только мечтать об этом, но вскоре изобретатели начали применять особенности организации живых организмов в своих конструкциях. Преимущество человека заключается в уникальной способности мозга к мышлению и способности к общественному труду.
Строительная индустрия – сложный многоплановый комплекс, оказывающий мощное воздействие на природную окружающую среду, резко изменяющий природные биогеоценозы, создающий для человека специфическую среду обитания.
В своей практической деятельности человек использует в качестве моделей для конструирования сооружений и механизмов наиболее удачные приспособления живых организмов к среде их обитания. В наше время появилось самостоятельное направление в науке и технике, цель которого, использовать биологические знания для решения инженерных задач и развития техники. Это направление было названо «бионикой», что означает «элемент жизни», в переводе с греческого.
Бионика, одно из направлений кибернетики, изучающее особенности строения и жизнедеятельности организмов для создания новых приборов, механизмов, систем. Области использования бионики очень обширны. На нашем уроке сегодня мы узнаем, как и где человек использует достижения бионики.
Заслушиваются сообщения по теме: «Бионика и строительство», обучающиеся конспектируют в тетрадях, составляют план сообщений или вопросу к нему (по выбору)
Обучающийся: Круг вопросов, которые использует бионика, довольно обширен и продолжает расширяться. Чтобы получить о них представление, лучше всего рассмотреть несколько примеров. В 1889 году в г. Париже по проекту инженера Ж. Эйфеля была сооружена трехсотметровая металлическая ажурная башня, ставшая впоследствии символом столицы Франции. Эта конструкция яркий пример единства закона формирования естественных и искусственных структур.
Ученые обнаружили, что силовые линии в конструкциях башни и в костях птиц и млекопитающих распределяются очень сходно, хотя при создании башни инженер не пользовался живыми моделями. Легкая и хрупкая кость, способная выдержать большие нагрузки, стала предметом пристального изучения ученых и архитекторов.
Всесторонне исследуя скелет позвоночных и скелетнык образования беспозвоночных животных, известный математик и конструктор Ле Реколе, установил, что прочность этих биологических конструкций обусловлена соответствующим расположением в них обрамленных отверстий, соединяемых различным способом.
На основе изучения структуры костей и других природных моделей в архитектуре родился принцип дырчатых конструкций. Французские инженеры использовали этот принцип при строительстве моста, придав ему форму скелета морской звезды. Для творчества природа предоставляет немало образцов подобных конструкций, скелеты глубоководных губок и особенно радиолярий, микроскопических организмов, относящихся к типу простейших. Скелеты радиолярий поражают богатством и разнообразием форм.
При удивительной экономии материала они обладают высокой устойчивостью, выдерживая давление воды на больших глубинах. Это яркий пример достижения максимальной прочности при минимаотной затрате материала. Ле Реколе, исследовав строение радиолярий, разработал ряд конструкций универсальных ячеек, которые могут быть использованы в создании различных сооружений, от перекрытий залов до мостов и плотин.
В будущем они найдут применение и в оборудовании, предназначенном для полетов в космос, поскольку в подобных условиях требуется принимать во внимание не только прочность, но и количество материала, необходимого для его изготовления. (Докладчик показывает фотографии).
Учитель: Естественный отбор сохраняет структуры, наиболее совершенные в функциональном отношении и наиболее экономные по затрате материала. Дырчатые конструкции не единственная возможность построения объектов. В природе встречаются разнообразные формы скелетных элементов окружности и овалы, ромбы и кубы, треугольники, квадраты. Комбинируя их, природа создала бесконечное множество сложных, красивых, легких, прочных и экономичных конструкций.
Обучающийся: Части живых организмов нередко построены из элементов сходной формы. Таковы лепестки цветков, чешуи семян, чешуя рыб, панцирь броненосцев. Повторяемость однотипных структурных элементов в природе закономерное явление. Наиболее замечательное строение пчелиные соты.
Это самая экономная и самая емкая форма, единственным элементом которой является шестигранная призма. Конструкция пчелиных сот легла в основу изготовления «сотовых панелей» для строительства жилых домов. Шестигранная призма - основной элемент «сотовых» элеваторов под Новосибирском и в Целинограде. Успешно используют принцип пчелиных построек и гидростроители при наведении плотин и создании других гидротехнических сооружений.
Весь материал - в документе.
Интегрированный урок по биологии и профессиональному модулю «Выполнение каменных работ» по теме: «Бионика и строительство» (1.8 MB)
0
439
30
Нравится
0
