Основи біоніки у проектуванні.

Основи біоніки у проектуванні. Значення моделей і макетів у проектуванні.

Мета: навчити учнів використовувати методи біоніки у проектуванні; розвивати просторове уявлення значимості макетів і моделей у проектуванні; виховувати любов до праці.

Тип уроку: комбінований

Практична робота: створення моделей

Обладнання: папір, пластилін, картон, текстильний матеріал, клей, ножиці, принтер, комп’ютер.

Поняття: модель, макет, біоніка

Хід уроку.

1.                 Організаційна частина.
2.                 Актуалізація опорних знань та життєвого досвіду учня.

Учням пропонується розгадати кросворд, що допоможе пригадати мовні поняття, які будуть використовуватися на цьому уроці.

По горизонталі:

1.          Кінцевий результат обробки будь-якого об'єкту праці.
2.          Сукупність усіх елементів (силует, форма, пропорція, колір, ритм, контраст, художній стиль), що характеризують виріб.
3.          Тимчасове панування у певному суспільному середовищі тих чи інших смаків, що проявляються у зовнішніх формах побуту, особ­ливо в одязі.
4.          Назва професії людини, яка розробляє художньо-конструкторські проекти, виконує об'ємно-просторове та графічне проектування із розробкою компонованих і композиційних рішень.
5.          Спрощене зображення предмета, виконане від руки із дотриман­ням пропорцій.
6.          « Кинутий уперед задум ».
7.          Об'ємне матеріальне відображення, що дає відомості про особливості проектованого виробу.

3.                 Мотивація навчальної діяльності

Дійсно, це пов'язано із живою природою. Спробуймо навести приклади. (Учні повинні сказати, які біологічні об'єкти (природні форми чи процеси) їм нагадують запропоновані предмети. Так, природа вважається найталановитішим творцем прекрасного і тому є невичерпним джерелом натхнення. Вона прекрасна не лише тому, що художньо досконала сама по собі, а й тому, що кожен переносить на неї своє розуміння краси.

З якою метою створюється ескіз або ж макет? (перший, і другий надають зорове уявлення про майбутній виріб. За допомогою ескізу можна передати зовнішні риси, форму, пластику ліній, що створюють цю форму, пропорції, стильову спрямованість, силует, колір. А макет, крім цього, дає просторове уявлення про виріб. Його можна розглядати з різних точок зору, повертаючи або змінюючи позицію спостерігача. Макет можна розібрати і зібрати подібно до реального виробу. Одна з головних переваг макета в художньому конструюванні полягає в тому, що він дає змогу проектувати у звичних для зовнішнього уявлення об'ємних формах, а не в умовних плоских зображеннях. Допомагає детальніше роздивитись задуманий виріб, удосконалити його форму, уточнити пропорції, колір).

4.                 Вивчення нового матеріалу

Історія розвитку біоніки

Протягом багатьох віків люди вивчали, досліджували, пробували копіювати живу природу. Розглянемо бджолині соти. Вони являють собою десятки тисяч шестигранних призм, розміщених паралельними рядами. Соти ізотропні — їх міцність однакова в усіх напрямках. Кожен ряд комірок бджоли кладуть із «перев'язкою», як каменярі цегляну стіну. Тисячолітній досвід бджіл у створенні сотів успішно використовується архітекторами і будівельниками.

Японські кораблебудівники створили корабель, який копіював форму кита. Це дозволило на 25% підвищити швидкість судна при тій же потужності механізмів.

Оригінальну конструкцію «підземохода» розробив радянський інженер-конструктор. Для створення своєї машини він вивчив метод «роботи» крота — визнаного рекордсмена підземних проходів. Інший Інженер-конструктор розробив автомобіль без коліс, що стрибає, Ідею створення якого йому підказав кенгуру. Усе це є прикладами дизайнерської біоніки (біодизайну).

Біоніка, її суть і призначення

Отже, біоніка — це наука про використання знань конструкції та форм, принципів і технологічних процесів живої природи в техніці І виробництві. Основу біоніки складають дослідження з моделювання різних живих систем. Існує багато прикладів з історії архітектури та техніки, коли в якості зразка були використані форми живої природи. Наприклад, стовбур дерева та стеблина рослини являють собою колону, що міцно посаджена в ґрунт з усіма властивими цій конструкції деформаціями та напруженням від вітрового навантаження. Природний закон вітрових навантажень впливає на форму крони дерев. їх форма нагадує нам конус із вершиною вгорі, її використовують при проектуванні баштових споруд — це Ейфелева вежа в Парижі, радіовежа В. Г. Шухова в Москві, димові труби заводів, ГЕС, ТЕЦ та ін.

Біоніка в художньому конструюванні — це одночасно і наука, і мистецтво, це аналіз і синтез, пошук нового, оригінального.

Тваринний і рослинний світи підказують ідеї для художнього і технічного конструювання.  Тому найвідповідальніший момент у роботі дизайнера — дослідження живої природи. (Листя деяких рослин змінює форму: одні згортаються в трубочку, другі утворюють химерні короби, треті закручуються в спіраль.

Це дає їм можливість витримувати велике навантаження. Такий процес швидкого перетворення біоформи  в техніку називається трансформацією.

Ось така трансформація підказала італійським архітекторам ідею залізобетонного автодорожнього мосту нової конструкції — напівзгорнутого трав'яного листка. Міцність, краса, легкість цієї споруди взяті з природи.)

Необхідність вивчення біологічних форм для художника-конструктора підкреслюється ще й тим, що вони масштабно виражені, конструктивно і функціонально зумовлені.

Гармонія краси й цілісності в природі — невичерпне джерело засобів гармонізації форми, до якого постійно звертались творці шедеврів мистецтва. До виконання природних форм необхідно підхо­дити творчо, інакше не вдасться досягти бажаного результату. Робота художника-конструктора із природними аналогами заключається не лише в простому порівнянні, а в пошуку методів і способів технічного моделювання біологічних процесів.

Значення моделей і макетів у проектуванні.

Макетування — це метод і процес об'ємного проектування виро­бів, їх частин та деталей. Макет — об'ємне матеріальне зображення, що дає наочне уявлення про особливості проектованого виробу.

Люди користуються не лише готовими матеріалами, створеними природою, а й створюють нові (надаючи їм певних корисних власти­востей), яких у природі не існує. Один із таких матеріалів — пінопласт. Його легко різати, проколювати, склеювати, з'єднувати нитками чи дротом, фарбувати. Тому обрізки пінопласту доцільно використовувати при виготовленні макетів. Для роботи з ним достатньо мати такі інструменти: олівець, косинець, циркуль, фальц лінійку, ніж, лобзик. Для склеювання деталей із пінопласту використовують казеїновий клей. Виготовляючи макет із пінопласту, матеріал спер­шу розмічають олівцем, а тоді вирізають по намічених лініях. Спо­сіб різання пінопласту нескладний: до наміченої лінії прикладають фальцлінійку, уздовж неї, несильно притискаючи, проводять кілька  разів кінцем ножа, який легко входить у пінопласт і розрізає його. Не можна зразу з одного притиску відрізати деталь: ніж може піти вбік від наміченої лінії. Перш ніж різати пінопласт, під нього потрібно обов'язково підкласти дошку.

Інший штучний пластичний матеріал, що використовується для  макетування, — пластилін. Його основа — біла глина, у яку додають гліцерин, вазелін та інші речовини, що не засихають. Додавання до пластиліну воску надає йому властивість затвердівати при кімнатній температурі та розм'якшуватися від тепла рук. Необхідний колір пластилін отримує від штучних фарбників. Для підігріву пластиліну використовують металеву ванну з лампами із дзеркальними відо­бражувачами на штативі. При роботі з пластиліном використову­ють спеціальні інструменти: циклі — прямокутні стальні пластини різної довжини, заточені під прямим кутом, шкребки — пластини прямокутної форми під гострим кутом, на другому боці можуть бути надсічки (для швидкого зняття пластиліну, формування сферичних поверхонь використовують фігурні, круглі і прямокутні шкребки).

Текстильні матеріали. При роботі з тканиною технологічні опера­ції аналогічні операціям, що використовуються при роботі з папером і картоном. Необхідні інструменти — наперсток, булавки, сантиме­трова стрічка, ножиці, голки, нитки, олівці, крейда, лінійка. При виборі тканини необхідно враховувати те, що різні види тканини мають різні властивості (зминальність, драпірувальність, міцність, водотривкість, обсипальність тощо). Перед вирізанням деталей тканину розмічають За допомогою простого олівця чи крейди (або ж за допомогою копіювального паперу, способом припороху та ін.), і з вирізаних деталей виготовляють макет.

V. Закріплення вивченого матеріалу

Запитання та завдання

• Що вивчає біоніка?
• Наведіть приклади біоформ у побуті, одязі.
• 3 яких матеріалів найчастіше виготовляють макети?
• Які різновиди ескізів ви знаєте?

6.    Практична робота.

Вступний інструктаж.

Поточний інструктаж (проводжу при необхідності індивідуальний, фронтальний).

Заключний інструктаж.

Завдання

1. Особливості виконання моделей і макетів із паперу, картону та деревини.

2. Особливості виконання моделей і макетів з пінопласту, пластилі­ну і текстильних матеріалів

VII. Підсумки уроку

1. Рефлексія із застосуванням інтерактивної методики «Мікрофон»

Запитання

• Що сподобалось чи не сподобалось на уроці?
• Чи дізнались про щось нове, цікаве?
• Чого навчились? Що очікували від себе та інших?
• Яких результатів досягли?
• Що вдалось, а що ні?
• Чи взяли з цього уроку щось корисне для себе?
• Чи застосовуватимете набуті знання в майбутній практичній ді­яльності?

2. Аналіз кращих робіт учнів. (Учні називають авторів, роботи яких найбільше сподобались. Учитель аналізує найкращі розробки, акцентуючи увагу на правильності виконання ескізу, дотриманні конструктивних та естетичних вимог, грамотному описі моделі, обґрунтуванні доцільності вибору).
3. Оцінювання навчальних досягнень. Виставлення оцінок у щоден­ники.
4. Контроль за прибиранням робочих місць.

VIII. Домашнє завдання

Повторити конспект, записаний у зошиті.