субота, 23 січня 2016 р.

Підказки природи — у техніці

Бесіда з майбутніми інженерами


Наше суспільство називають техногенним, тим самим підкреслюючи величезну роль техніки і технологій у житті сучасної людини, адже сьогодні без машин і різних механізмів ми не уявляємо нашого життя.

Пропоную дослідити звідки беруться технічні новинки. Йдемо на екскурсію у науково-дослідницький інститут. У ньому працюють інженери, конструктори, архітектори… Саме з їх думок і креслень і починаються технічні новинки.


Інженери розповідають, що винахід, новий механізм придумати дуже важко: спочатку вони міркують, як полегшити людям користування приладом, потім їм треба зрозуміти чого не вистачає у тих приладах, що вже існують, як уникнути існуючих недоліків, чи можна використати щось вже придумане, і тільки потім — придумують щось зовсім нове. Це дуже непросто і дослідники уважно спостерігають, дивляться навколо. Можливо природа вже розв’язала цю задачу? Адже не секрет, що часто тварини досягають величезних успіхів, які людям і наснитися не можуть.

Малюсінькі мурахи можуть переносити вантажі, вага яких у 10–20 разів перевищує вагу самої мурахи. Щоб представити наскільки це багато, уявіть людину вагою 45 кг, що піднімає легковий автомобіль, несе його на спині 10–12 км, а потім піднімається з ним на найвищу гору!




Гепард, найшвидша тварина у світі, може бігти зі швидкістю 96–101 км/год, з такою швидкістю може їхати тільки автомобіль.




Тож нам є чому повчитися у природи! Ідеї природи допомагають людям удосконалювати свої розробки. Не так вже й давно виникла наука біоніка — вчені спостерігають за життям у рослин і тварин, міркують як їх пристосування можна використати у техніці. Зараз і ми спробуємо розглядіти деякі природні цікавинки і подивимося як людина використала їх у своєму житті.

Довідка
Біоніка — наука про використання в техніці знань про конструкції, принципи і технологічний процес живого організму. Це поєднання біології та техніки.

Задача для майбутніх інженерів

Презентація, яку можна завантажити із сайту журналу «Джміль» (№ 2, 2015), допоможе вам дізнатися, які машини і механізми людина «підгледіла» у природи.
• Поміркуйте, чим винахід людини схожий на винахід природи?
• Чим вони відрізняються?
• Коли ви користуєтеся цими винаходами? Чи можна їх покращити? Як саме?

ЗАВАНТАЖТЕ презентацію “Природа — мудрий винахідник” для роботи з дошкільнятами та молодшими школярами за посиланням





Звичайно, все здається просто, коли ми дивимось вже звичні нам речі. А от як народжуються винаходи? Науковці запропонували побачити все на власні очі на будівництві.

Спостереження на будівництві


На будівництві варто уважно спостерігати за роботою екскаватора. Як він викопує котлован для фундаменту майбутнього будинку.



• Який пристрій екскаватора працює? (Ківш.)
• Опишіть його.
• На що він схожий?
• Як приєднується до машини? (Ківш екскаватора кріпиться на кінці стріли.)
• Пригадаймо, коли ми виконуємо роботу екскаватора. (Коли скопуємо землю або копаємо яму.)
• Уявіть, що ми копаємо ямку в піску. Що у такому випадку буде ковшем? (Дитяча лопатка чи кисть руки.)
• А яким знаряддям користуються дорослі? (Лопатою.)
• Порівняйте лопату і ківш екскаватора. Чим вони схожі? Чим відрізняються?
• Що у людини замінює ківш екскаватора? (Лопата.)
• Чи хотіли б ви копати таким ковшем? Чому?
• А замість стріли екскаватора що у нас буде? (Наша рука.)

Зверніть увагу у скількох місцях стріла екскаватора може згинатися. Навіщо? 





Спробуйте викопати яму, не згинаючи рук (це те ж саме, що і стріла екскаватора, яка не згинається). Вийшло?
• Чому нам не зручно працювати? Що саме у нас не виходить? (Виймати ґрунт з ями і складати поряд.)
• То чи змогла б стріла так вправно навантажувати машини, якщо б не могла згинатися?
Тож, якщо стріла екскаватора не згинатиметься, екскаватор не зможе виймати ґрунт з ями і навантажувати самоскиди.
• Що спільного у нашої руки і стріли екскаватора?
Подивіться уважно ми можемо зігнути свою руку у трьох місцях: біля кисті, у лікті, біля плеча. Ми можемо рухати кистю, рукою від кисті до ліктя, від ліктя до плеча (кожним суглобом) у різні боки. Причому рухи однієї частини руки не залежати від руху іншої. Так само і стріла екскаватора рухається. Спробуйте це зробити. Інженери кажуть, що наша рука і стріла екскаватора має три ступені свободи. Подивіться як вдало інженери використали в техніці особливості будови руки людини.

Вправа «Асоціації»
• Де на кухні ми використовуємо ківш? Що черпає ківш на кухні? (Половник.)
• Чим він схожий на ківш екскаватора?
• Чим відрізняється?
А яка тварина виконує роботу екскаватора? (Кріт.) Як вона пристосована для такої роботи?
Порівняйте «знаряддя» крота і ківш екскаватора.

У ковша екскаватора є зубці: якщо ґрунт щільний, копати важко, зубці допоможуть зробити ґрунт м’якішим. Якщо б ми копали руками, використовували б нігтики, так само робить і кріт, а лопата — вже сама гостра як наші нігтики. І ківш екскаватора, і лапа крота широкі — так землі більше набирається. Здається вони відрізняються тим, що лапа крота пласка, а ківш схожий на велику ложку… Але пригадайте як ми копаємо руками: складаємо кисть руки «лодочкою», так само робить і кріт, і так само влаштовано ківш екскаватору. Ідея одна, а от втілення — різні.



А тепер уявімо, що нам в горах треба викопати траншею, наприклад, щоб прокласти труби для води або газу в гірське селище. Звичайний екскаватор для цього використати неможна: не проїде він по бездоріжжю у горах та й працювати на схилі не зможе (важко йому втриматися на колесах, і навіть на гусеницях буде). Для таких робіт конструктори придумали екскаватор, що крокує. У нього спеціальні пристрої з колесами є — нібито наші ноги. Ці пристрої і працюють точнісінько так, як ноги людини. Завдяки ним він може крокувати горами, навіть переходити канави, як ми ногами переступаємо.






Ось так і поєдналися винаходи природи в одній машині — руки і ноги людини, лапи крота.

Задача від майбутніх науковців
Під землею у норах живуть не тільки кроти. Дослідіть, які ще тварини вправно риють нори, які у них є цікаві пристосування для цього, де їх можна використати у техніці та повсякденному житті людини.
Що ви б хотіли змінити у звичайнісінькій лопаті? Чому? Навіщо? Намалюйте ваш винахід і надішліть мені: дуже цікаво подивитися на нього.

Успіхів маленьким та великим винахідникам!


науковий співробітник Міжнародного науково-навчального центру інформаційних технологій та систем Національної академії наук України
та Міністерства освіти і науки України,
автор технології «Логіки світу»
для дітей від 4 до 12 років



Автор: Ірина Стеценко

пʼятниця, 15 січня 2016 р.

Таємниці маятника

Пізнавальне дослідження для дітей і дорослих


Далеко не все можна зрозуміло пояснити дітям, але щоб зацікавити їх, збудити у кожній дитині дослідника і винахідника достатньо показати цікавий нескладний, але красивий дослід і тоді малята самі почнуть творити дива.

Маятник — так просто! Звичайно, адже найпростіший маятник — це будь-який предмет (кулька, гайка, гвіздочок тощо) на мотузочці. Так, маятник зробити дуже просто. Але навіть така проста система може мати властивості, які здаються дивовижними і надзвичайними. Наприклад, ось такі



Поекспериментуймо з дошколяриками та молодшими школярами! Звичайно, ми не зможемо розповісти малюкам про період і амплітуду коливань маятника, які сили і як саме діють під час коливань, що впливає на швидкість його руху, чому він все-таки зупиняється тощо, але провести досліди, які здивують та зацікавлять дітей, стануть поштовхом до поглибленого вивчення природничих наук, допоможуть виявити певні закономірності, а також власноруч сконструювати цікаву систему МОЖЕМО і ПОТРІБНО робити. Вперед!


  


Вивчаємо рухи маятника. Порівнюємо маятники
1. Зробіть два маятника так, щоб мотузочки були різної довжини, а вантаж на них — однаковий. Чи однаково вони рухаються? Чим відрізняється їх рух? Який маятник рухається швидше? Як зробити маятник, який рухається ще повільніше? ще швидше?
2. Зробіть два маятника так, щоб мотузочки були однакової довжини, а вантаж на них різної маси (тільки потрібно дібрати вантаж так, щоб діти могли одразу побачити різницю). Чим відрізняються коливання цих маятників? Який з них зупиниться швидше? Що цікавого ви помітили?
3. Спробуйте примусити маятник коливатися, відводячи вантаж на різну відстань. Коли маятник рухається довше? Що цікавого ви побачили? А якщо пі час руху маятника збоку дме вітер? Чи може вітер примусити маятник зупинитися? Чи може вітер допомогти маятнику коливатися? Як саме?
4. Спробуйте різними способами штовхнути маятник: примусити його коливатися з одного боку в інший, закрутити по колу тощо. Що змінюється під час руху маятника? Як зупиняється маятник у кожному випадку? Який рух маятника вам сподобався найбільше?
5. Щільність рідин. Зробіть два однакових маятника. Розташуйте один маятник так, щоб вантаж був занурений у воду, другий маятник коливатиметься як завжди у повітрі. Який маятник зупиниться швидше? Чому? Поекспериментуйте з глибиною занурення вантажу маятника у воду. Чим відрізняють коливання маятника? Коли маятник, вантаж якого занурений у воду, зупиняється скоріше?
Пригадайте, як ви бігали у воді. Де ви можете бігати швидше — у воді чи, як зазвичай, по землі? Коли втомлюєтеся швидше? Чим ваші рухи у воді схожі на рухи маятника? Чи можна сказати, що маятник у воді втомлюється швидше?
Цей дослід з маятниками може допомогти дати дітям уявлення про щільність рідин — спробуйте занурити один маятник у воду, іншій — в олію, солону воду тощо. Який маятник зупиниться швидше? Чому? Як буде рухатися маятник, вантаж якого торкається піску?




6. Танок маятників. Створимо ланцюжок маятників на зразок ланцюжка, який ми бачили у відео на початку цієї статті. Поекспериментуємо з довжинами мотузочок та послідовністю маятників — можна підвісити маятники через один (довга мотузочка коротка, довга коротка і т. д.), через два … , підвішувати маятники з різною довжиною мотузочок у різному порядку тощо. Який ланцюжок у нас вийшов? Що цікавого ви помітили?
7. Давайте примусимо маятники взаємодіяти — штовхнемо вантажі так, щоб вони зіштовхувалися у повітрі. Розкажіть, як рухаються маятники? Чи змінюється напрям їх руху? Як саме?
8. Підвісимо кілька однакових маятників до палички. Чи будуть рухатися інші маятники, якщо почне рухатися один з них? Іншими словами ми перевіряємо, чи знають інші маятники, що один з них почав коливатися.
А тепер підвісимо маятники не до палички, а до мотузочки. Примусимо один з маятників рухатися. Що відбувається тепер? Чи почнуть рухатися інші? Коли вони почнуть рухатися? Поекспериментуйте з відстанями між маятниками, примушуйте коливатися маятники по боках, посередині… А якщо почнуть рухатися одразу два маятники по боках?

Цікавинки про маятник




Маятник Фуко може продемонструвати добове обертання Землі. Вперше публічна демонстрація такого маятника здійснена французьким фізиком і астрономом Жаном Фуко в 1851 році в паризькому Пантеоні: під куполом Пантеону він підвісив металеву кулю масою 28 кг із закріпленим на ньому вістрям на сталевому дроті довжиною 67 м. Кріплення маятника давало йому змогу вільно коливатися у всіх напрямах, під точкою кріплення на підлозі було зроблено кругове огородження діаметром 6 м, по краю огорожі була насипана піщана доріжка таким чином, щоб маятник в своєму русі міг при її перетині прокреслювати на піску позначки. Щоб уникнути бічного поштовху при пуску маятника, його відвели вбік і прив’язали мотузкою, після чого мотузку перепалили.
При кожному коливанні відхилення маятника від попереднього перетину доріжки з піску становило 3 мм. Площина коливань маятника залишається незмінною, а земна поверхня повільно повертається.
Більше читайте за посиланням
Де можна побачити маятник Фуко
Зараз в Україні діють 8 маятників Фуко.
• 24 лютого 2011 р. маятник Фуко з’явився у Науково-технічній бібліотеці Національного технічного університету Україні «Київському політехнічному інституті» (Київ). Куля з бронзи важить 43 кг, а довжина нитки становить 22 м. Київський маятник Фуко є одним з найбільших у Європі.
• 18 вересня 2013 р. у фойє головного корпусу Ужгородського національного університету відбулося урочисте відкриття маятника Фуко з латунною кулею вагою 45 кг. Цей маятник Фуко унікальний тим, що діє безперервно.

Національний педагогічний університет імені М. П. Драгоманова (Київ)
Музей пізнання світогляду та освоєння космосу (Переяслав-Хмельницький)
Харківський національний університет
Харківський планетарій
Церква Пресвятої Євхаристії (Львів)
СОК «Адреналін Сіті» (Луцьк)

науковий співробітник Міжнародного науково-навчального центру інформаційних технологій та систем Національної академії наук України
та Міністерства освіти і науки України,
автор технології «Логіки світу»
для дітей від 4 до 12 років





Автор: Ірина Стеценко

четвер, 7 січня 2016 р.

Музична казкова пригода гномиків

Слухання та обговорення музики Едварда Гріга «Хода гномів», «У печері Гірського короля» (з сюїти «Пер Гюнт» за драмою Генріка Ібсена)


Ми звикли читати пригодницькі книжки, дивитися фільми та мультфільми. Але ж про неймовірні пригоди можна розповісти і мовою музики. Іноді композитори розповідають цілі музичні історії: змальовують музикою персонажі, їх характери, події, які трапилися. Тільки такі історії потрібно вміти прочитати, уявити, а ще потім дофантазувати, думати, порівнювати, і, найголовніше, уважно кілька разів слухати музику. Спробуймо! І можливо трапиться так, що історій ми придумаємо декілька: це тому, що музику кожний чує трішечки по-своєму.



Сьогодні ми разом прочитаємо, уявимо, нафантазуємо одну з музичних казок, яку написав для нас норвезький композитор, музичний діяч, диригент Едвард Гріг. Спочатку слухаймо!



Едвард Гріг «Хода гномів»


Так і уявляю під музику маленькі обережні кроки. Наш герой дуже маленький, тому кроків робить багато. Його кроки квапливі та дрібні, адже треба встигнути вчасно. У музиці багато дрібних ноток: кожна нотка — маленький крок. Але все-таки наш герой топає обережно, роззирається на всі боки, час від часу зупиняється і прислухається.
Спочатку музика звучить тихо: можливо наш герой ще дуже далеко, а можливо він ще дуже невпевнений, бо потрапив у незнайоме місце. Далі музика повторюється і стає гучнішою, впевненішою. Наш герой вже близько, освоївся у новому місці, тож рухається сміливіше.
• Хто ж це може бути?
• Де наш герой іде?
• Чи один він?
Чомусь під цю музику уявляю ліс. Наш герой може бути невеличким звірятком — їжачком (той, у кого їжачок жив у кімнаті знає, як може топати це маленьке звірятко), ведмежатком, барсучком…
А можливо це казковий персонаж? Дідусь Лісовичок оглядає свої володіння? Та ні: Лісовичок — господар в лісі, тому його кроки будуть хоч і обережними (щоб нічого не пошкодити), але впевненими. Тож хто це? Гномики! Вони маленькі жителі печер, а в лісі — гості. А можливо гномики виконують доручення Гірського короля?




• Як ви думаєте, яке саме?
• Прислухайтеся до музики: йде один гномик чи багато?
Я не уявляю собі гномика одного та ще й у незнайомому лісі! Гномики ланцюжком обережно йдуть лісом, один за одним. Таємничі стежинки відомі тільки їм, тільки гномики їх бачать і можуть ними подорожувати.
Раптом музика різко змінюється. Чому? Що сталося?
Музика стала співучою, ліричною, трохи лагідною.




Це гномики побачили щось незвичайне! Вони швиденько заховалися, принишкли, підглядають… Ой, воно йде сюди! (Повторюючись музика набуває нових барв, стає трохи впевненішою, голоснішою.) Такого гномики ще ніколи не бачили!???
• Що це може бути?
• Що могло налякати гномиків? (Адже налякати може не тільки страшне, а й  все незвичайне, незвичне, дивовижне…)
• Чому вони заховалися?
• Чому просто не обійшли неочікувану перешкоду?
Музика не лякає нас, вона мелодійна і спокійна. Можливо вітерець подув сильніше і приніс нові запахи, пошурхотів листячком дерев, вони стали немов живі і це налякало гномиків. А можливо бабки з метеликами закружляли на галявині ніби дзиґи (такого у підземеллі не буває) або дитинчатка тварин грають на галявині, нюхають квіточки. А можливо…
• Запропонуйте малятам придумати власну історію про пригоду гномиків. Гномики живуть у печерах, тому в лісі не почувають себе спокійно, як вдома, будь-яка несподіванка, щось таємниче і незвичайне може їх налякати.




• Що цікавого і несподіваного могли побачити гномики в лісі?
• Опишіть музику. Яка вона? На що схожі звуки? Чи подобається вам? Чому?
• Які барви у музики? Спробуйте намалювати те, що чуєте. Намалювати не сюжет, а саму музику! Які барви ви для цього виберете? Чому?
• Чим ця мелодія відрізняється від попереднього фрагменту?
Потичок неспішно тече, у невеличкій заводі зібралися невеличкі різнобарвні рибки, новини одна одній докладають. А можливо оленятко з мамою на галявині відпочивають, оленятко вперше побачило таку красу, обережно підходить до кожної квіточки, роздивляється її, нюхає, посміхається, милується… А можливо хлопчик-пастушок прийшов на галявину, стало скучно, тож вирізав сопілочку і грає, таку музику гомики ще ніколи не чули… Гномикам і страшно, і цікаво, тому вони обережно виглядають із схованки, прислухаються, милуються, але знайомитися не хочуть…
Хоч дива приємні, але гномикам незвичні, тому вони намагаються триматися подалі. Гномики не знають чого чекати від таких лісових мешканців, тому дуже обережні, стурбовані… Ой, воно вже ближче! Що робити?
І сполохані гномики побігли — спочатку потихеньку відійшли подалі, а потім не витримали і накивали п’ятами.
Поступово гномики заспокоїлися: уважно та обережно ще раз подивилися навкруги, один на одного, посміхнулися (ну і чого було лякатися так?), швиденько привели до порядку розхристану одежу, пригладили волосся, охайно надягли шапочки і … пішли далі.

Едвард Гріг «У печері Гірського короля»


• Запропонуйте діткам закрити оченята і уявити, як гномики неспішно йдуть лісом.
• Які у них кроки?
• Запропонуйте малятам показати ходу гномиків.
• Куди ж прямують гномики? Можливо вони йдуть до своєї домівки?
• Де живуть гномики? Що роблять?
• Хто живе поряд з ними?
Гномики живуть у печерах, бережуть надра землі, добувають корисні копалини (вугілля, залізну руду тощо). А володар всього підземного царства — Гірський король. Можливо саме до нього прямують гномики?
Можливо у Гірського короля свято, а можливо гномики звітуються йому — розповідають, що у його підземному царстві-государстві трапилося, що вони робили, а також що нагорі цікавого відбувається, як там люди живуть, чи не збирається хто в печеру навідатися, які у нього наміри, злий він чи добрий, що від нього чекати можна, як зустрічати…





Музика стає все рухливішою, схвильованою: гномики ніби переживають недавні події, емоційно показують їх рухами, радяться з Гірським королем, а можливо він невдоволений діями гномиків, щось наказує їм…
• Як закінчується музика?
Можливо у короля виникла суперечка?
Музика несподівано обривається! Що ж буде далі…

А от як уявили і намалювали описані Е. Грігом пригоди гномиків автори мультфільму-фантазії «Гноми і Гірський король» (кіностудія «Союзмультфільм», 1993).
Мультфільм-фантазія «Гноми і Гірський король»
на музику Едварда Гріга «Ранок», «Хода гномів», «У печері Гірського короля» 
(з сюїти «Пер Гюнт» за драмою Генріка Ібсена)


науковий співробітник Міжнародного науково-навчального центру інформаційних технологій та систем Національної академії наук України
та Міністерства освіти і науки України,
автор технології «Логіки світу»
для дітей від 4 до 12 років



Автор: Ірина Стеценко

пʼятниця, 1 січня 2016 р.

Парасолька для ВСІХ

Бесіда з маленькими винахідниками


Новий рік хочеться розпочати з яскравої, незвичайної публікації. Довго думала про що вона буде… І несподівано вирішила: про те, як вчити дітей дивитися і бачити, слухати і чути, відчувати, цінувати красу навколишнього світу і оберігати його, а також бути винахідником.

Сьогодні ми всі дізнаємося, що винахідниками можуть бути не тільки люди, а ще й тварини. Роздивіться з дошкільнятами і молодшими школярами презентації, поговоріть, спробуйте разом винайти … парасольку. Ви запитаєте мене «Навіщо ж в сто перший раз винаходити велосипед?» Та чи велосипед це? Можливо, винайшовши сто раз велосипед у сто перший з’явиться щось неперевершене, небачене і дивовижне? Спробуймо!


Хто ж не знає що таке парасолька!



Давайте повторимо з дітьми:
• Навіщо потрібна парасолька?
• Чи всі парасольки однакові?
• Чим відрізняються парасольки одна від одної? (Зверніть увагу дітей на те, що не парасольки можуть відрізнятися не тільки кольором.)
• Чи завжди парасолька добре захищає від дощу? (Наприклад, коли дме сильний вітер.)
• Що ще може захищати нас від дощу?
• Чи тільки від дощу нас захищає парасолька?
• Порівняйте кожний предмет, який може захистити від дощу, із парасолькою: визначте переваги і недоліки, коли використовувати краще, чому.
• Які недоліки у парасольки?
Важливо протягом бесіди виділити з дітьми функції парасольки, обговорити, яка складова парасольки яку функцію реалізує. Яка у парасольки головна функція? Така бесіда активізує досвід дітей, розвиває функціональне мислення.

• Як ви вважаєте, без чого парасолька не може обійтися? (Обговорюємо з дітьми без якої складової парасолька не виконує своїх функцій.)

Проблемні запитання
• Як тварини захищаються від дощу?
• Що може замінити їм парасольку?
• Якою може бути парасолька для тварин?






• Які рослини схожі на парасольку? Чим саме? Запропонуйте дітям придумати їм назву.
• Які рослини можна використовувати замість парасольки, а які — ні? Чому?






Чекаю малюнків та моделей парасольки від маленьких винахідників!

ЗАВАНТАЖТЕ презентації для роботи з дітьми

Хочете завжди мати цікаві матеріали для роботи з дітьми? Завітайте до наших спільнот:
• журналу “Джміль” (у соцмережах FaceBook і Google+)
Ласкаво просимо!

науковий співробітник Міжнародного науково-навчального центру інформаційних технологій та систем Національної академії наук України
та Міністерства освіти і науки України,
автор технології «Логіки світу»
для дітей від 4 до 12 років



Автор: Ірина Стеценко

середа, 30 грудня 2015 р.

З Новим РОКОМ!

Шановні мої читачі!
Щиро вітаю з Новим роком!
Нехай він принесе тільки приємне — МИР у нашу країну, ЗЛАГОДУ і СПОКІЙ у кожну родину, взаєморозуміння, радість, щирість, творчість, натхнення.
Бажаю здійснення найзаповітніших мрій!



Зичу сонця та світлих надій,
Миру й втіхи на кожному кроці,
Також здійснення планів і мрій
У прийдешньому Новому році!




У ПОДАРУНОК — мої зимові статті

Пташиний театр


Дива за вікном



Завжди з Вами,



Автор: Ірина Стеценко