Основи проектної діяльності. Біоніка.

Інтегрований урок з трудового навчання та інформатики з елементами робототехніки.

За можливості даний урок бажано провести у вигляді «пари» (два уроки інформатики та трудового навчання), якщо дозволяє розклад.

Клас: 9

Тема: Основи проектної діяльності. Біоніка.

Очікувані результати:

Учні оволодівають знаннями про біоніку, як науку, її зародження, розвиток та основні напрямки; значення біоніки в розвитку технологій, що полегшують працю людини.

Учні розвивають навички проектної діяльності з технологій, впроваджуючи ідеї біоніки. Використовують ІКТ на всіх етапах проектної діяльності. Досліджують історичні передумови, що сприяли впровадженню ідей біоніки в повсякденне життя. Практичні завдання з моделювання та робототехніки розвивають логічне мислення, працелюбство та наполегливість.

Вирішуючи  організаційні питання, учні покращують навички спілкування у групах, рівень інформаційної культури. Історичні відомості патріотичного змісту сприяють формуванню громадянської позиції.

Початкова компетенція учнів: володіння основними навиками роботи з Lego та  програми Lego Digital Designer, володіння навиками роботи з конструктором ментальних карт.

Тип уроку: інтегрований урок.

Обладнання: мультимедійний комплекс, програмне забезпечення, роздатковий матеріал, підручник, наявність підключення до мережі Інтернет.

Хід уроку

1. Організаційний момент.

Під час проектної діяльності на уроках трудового навчання та технологій учні працюють згідно таких етапів:

• Організаційно-підготовчий.
• Конструкторський.
• Технологічний.
• Завершальний.

На всіх цих етапах можна з успіхом використовувати ІКТ технології,  елементи моделювання та робототехніки. Сьогодні ми спробуємо розробити такий проект. Обєкт проектування нам підкаже сама природа, а, точніше, наука біоніка.

2. Народження науки – біоніка.

Що таке біоніка?

Учні отримують завдання: використовуючи підручник «Технології» та інформаційні ресурси мережі Інтернет, підготувати коротке повідомлення про поняття «біоніка» та історію його виникнення. Повідомлення оформляється в текстовому процесорі Word, його копія надсилається на пошту учителя.

3. Робота з картами знань.

Поділившись на пари, учні приступають до виконання другого завдання. Учитель на короткий час демонструє зразок карти, яку можна побудувати, виконуючи завдання.

Використовуючи редактор coggle.it, FreeMind або інший, учні створюють  опорну схему «Біоніка та її види». Для наповнення схеми використовують інформацію, знайдену під час виконання попереднього завдання, та матеріали підручника. Для наочності схема доповнюється прикладами із зображеннями і т.д..

https://coggle.it/diagram/XJKItLANC3XiwPAz/t/-/165ff31e19d2bed7d23455b368a636ba8200c88b2894682c5c46808dc010f0f4

https://coggle.it/diagram/XJKOMwWR9OFCa9PS/t/%D0%B1%D1%96%D0%BE%D0%BD%D1%96%D0%BA%D0%B0-%D0%BD%D0%B0%D1%83%D0%BA%D0%B0-%D0%BF%D1%80%D0%BE-%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8F-%D0%BF%D1%80%D0%B8%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%97%D0%B2%2C-%D0%B7-%D0%B6%D0%B8%D0%B2%D0%BE%D1%97-%D0%BF%D1%80%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%B8/900033d248bc6d361d05cf1512bc7ff7efc56dadcad660e8253cc1f84ebd180a

4. Онлайн-вправа  з використанням ресурсу LearningApps.

Для закріплення отриманих знань учні спільно виконують вправу на співставлення обєктів навколишнього середовища та винаходів людини, які були створені запозиченням ідеї з живої природи.(Один з учнів працює на мультимедійній дошці)

https://learningapps.org/watch?v=pfcw50xm319

5. Біоніка в архітектурі.

Приклади використання біоніки людиною можна знайти ще в Кам’яному віці, коли людина, використавши палицю як продовження свої руки, навчилась збивати та діставати фрукти або інші потрібні речі. Проте в наш час сфера використання біоніки стала надзвичайно широкою. І, як приклад, ми розглянемо використання біоніки в архітектурі.

Часто в природи людина запозичує зовнішній дизайн предметів:

Але природа пропонує і рішення технологічні, пошук яких вимагає великих зусиль та триває досить довго. Наприклад, структура кістки тварини або людини. Вона є порожнистою, що значно знижує її вагу, але одночасно надзвичайно міцною та здатною витримувати дуже великі короткочасні навантаження.

Спостерігаючи за будовою кістки, вчені, архітектори та конструктори дуже вдало почали використовувати її аналоги в різних сферах, особливо там, де потрібно було забезпечити велику міцність при помірній масі.

Серед таких учених були й наші співвітчизники. Спробуємо дізнатись - хто вони.

Учні (в уже створених групах) вивчають інформацію, скануючи QR-коди, та презентують її.(Коди роздруковані на папері)

6. Застосування  біонічних пристроїв під час будівництва.

Біоніка не лише є основою проектованих об’єктів. Пристрої і механізми на основі прикладів з живої природи допомагають в реалізації цих проектів. Пригадайте пари з інтерактивної вправи "об'єкт природи - об'єкт створений людиною". Які з них використовуються саме в будівництві ?

Можна навести й інші приклади простих пристроїв.

Або не дуже простих.

Створити повноцінний пристрій або механізм з елементами біоніки ми не можемо через брак часу та засобів для створення, але ми можемо створити модель за допомогою конструктора Lego та  програми Lego Digital Designer.

Який об’кт природи став прототипом запропонованих простих механізмів? Очікувана відповідь: клешня рака, краба, яка може затискати предмет або різати його.

Практична робота.

(Повторення правил безпечної поведінки при роботі з ПК)

Спробуємо сконструювати діючу, керовану модель клешні.

7. Домашнє завдання.

Опрацювати §9 ст. 94 («Трудове навчання» Терещук А.І.)

Створити модель складного механізму , що використовується в будівництві.

І рівень складності:

Використати як основу або вдосконалити модель запропоновану вчителем.

(Учитель розсилає файл  trak1.lxf  моделі зразка на пошту учнів)

ІІ рівень складності:

Створити власну оригінальну модель пристрою або механізму.

8. Підсумок уроку (бесіда за круглим столом).

• Чи звертали ви увагу раніше на схожість предметів побуту з об’єктами живої природи? (навести приклад)
• Яка роль біоніки в сучасному та майбутньому людства?
• Чи змінять знання про біоніку ваше відношення до природи та її збереження?
• Як допоможе біоніка при виборі об‘єкта проектування на трудовому навчанні?