«Занимательная бионика»

Программа рассматривает учащихся как будущих инженеров по любой из выбранных профессиональных траекторий или производств: в растениеводстве – инженер агроном, в животноводстве – инженер зоотехник, в социальных отраслях – инженер строитель социального общества.

Реализация программы призвана сформировать закладку инженерного мышления у подрастающего поколения, для ориентации в совершенно новом обществе с развитой экономикой и максимальной заменой трудоемких процессов техникой и искусственным интеллектом.

Педагоги

Ганагин Владимир Фёдорович

Содержание программы

1. Вводное занятие. (2 ч.) Задачи объединения для первого года обучения. Техника безопасности.

2. От естествознания до современной биологии (8 часов). Теория: Естествознание. Основные термины и понятия современной биологии. Бионика как наука. Из истории возникновения бионики. Развитие науки с древности до наших дней. Бионика – техника живых организмов. Бионика в науке и технике.

3. Учимся у природы (20 часов). Теория: Живой организм. Ткани растительных организмов. Ткани животных организмов. Ролевая игра – конкурс экологических консультационных фирм: «Экосистемный подход». Организмы в естественной среде обитания. Жизнь в природных биогеоценозах. Изучение живых организмов в городской и сельской среде среде. «Изучение приспособленности живых организмов к среде обитания». Экологическая морфология. «Жизненные формы». «Стрела жизни». Бионика – самостоятельное направление в науке и технике. Из истории возникновения бионики. Бионика как наука. Бионический подход в современных исследованиях.

4. «Патенты живой природы» (38 часов). Теория: Бюро «Патенты природы». Где находят применение – эти «патенты природы». Скрытые рычаги. Двигательная система – рука. Биологическая упаковка и очистка. Самоочищающиеся поверхности. Природные источники энергии «Энергия завтрашнего дня». Водород – чудо будущего. Традиционный материал – дерево. Этот зрительный аппарат. В мире звуков и эхолокаций. Барометры и гигрометры. Умение двигаться или тайны движения живых систем. Бионика в искусстве. Архитектура заимствует у природы удачные решения. Пчелы и секрет шестиугольника. Самые необычные здания. Трансформация. Мудрая геометрия яйца. Бобры и гидротехника. Устойчивость спиральных мостов и вантовых конструкций. Подсолнечник и гелиотропические сооружения. Эйфелева башня и её биологическая модель. Бионика в приборостроении. Живые барометры. Местные синоптики. Живые сейсмографы. Живые влагомеры, гигрометры. Искусные живые навигаторы. Биологические ритмы, биологические часы. Эхолокация. «Радар» летучих мышей. «Бесшумные» моли и бесшумные самолеты. Морская эхолокация. Механизмы, запатентованные миллионы лет назад (4 часа). Отражающие зеркала. Оптики учатся у животных. Детекторы тепла. Живые термометры. Животные снайперы. Буры и свёрла. Землеройные машины. Ходячие присоски. Детектор воды. Дятел и каски каскадеров. Щипцы и клювы птиц. Гидравлические и пневматические приспособления. Живые рудоуказчики. Медицинский кабинет природы. Тепло животных. Удивительный инкубатор. Терморегулирующие установки. Термолокаторы. Термостат млекопитающих и человека. Искусственные органы чувств. Электронный нос и передатчик запахов. Электронный глаз и видеокамера. Датчики света. Датчики прикосновения. Осязание животных. Химические датчики. Орган вкуса. Мышца – непревзойденный двигатель. Манипуляторы. Органы чувств и их технические модели. Исследование органов чувств и других воспринимающих систем живых организмов с целью разработки новых датчиков и систем обнаружения.

5. Разделы современной бионики (20 часов). Теория: Архитектурно-строительная бионика. Нейробионика. Бионический подход в современных исследованиях. Биосинтез. Биороботы. Кибернетика. Криобиология. Анабиоз Киборги. Биомеханика Связь бионики с другими науками. Ярмарка-выставка идей и бионических моделей учащихся.

6. Бионика на службе современного человека (50 часов). Теория: Бионика – техника живых организмов Применение знаний бионики.. Мастерская природы.. Обзор существующих приспособлений, подсмотренных в природе. Летательные аппараты, воздухоплавание. О приспособлениях живых организмов к летанию, парению в воздухе. Как эти свойства используются в инженерных конструкциях. Плавание. Погружение в воду. О приспособлениях живых организмов к плаванию, парению в воде. Как эти свойства используются в инженерных конструкциях. Природные рычаги, нагрузка, физический смысл работы. Транспорт. Снегоходы и снегоступы животных. Электронный мозг. Моделирование нейронных сетей. Бионика в дизайне одежды, мебели, в промышленном дизайне. Бионический стиль и мода. Краски природы. Водонепроницаемые ткани. Мастера камуфляжа. Умные вещи. Бионические формы в интерьере. Бионическая упаковка. Бионические системы управления

Бионика в медицине. Искусственная кисть, искусственная рука, нога. Бионические протезы. Биопринтинг. Воспроизводство голосов природы. Химикам предлагаются модели. Живые опреснители морской воды. Живые утилизаторы. Безотходное строительство и производство. Простой способ производства азотных удобрений. Органический синтез продуктов питания. Резина из одуванчиков.

Дизайн проект: изготовление модели с применением принципов бионического моделирования.

7. Итоговое занятие (4 часа). Исследование морфологических, физиологических, биохимических особенностей живых организмов для выдвижения новых технических и научных идей. Экстремофилы – организмы с необычными свойствами.

Цели программы

Цель программы – создание условий для формирования интереса и любви к природе и сельскому хозяйству, углубление их знаний по биологии и экологии, вооружение их практическими умениями и навыками по изучению и выращиванию культур, получение начальных профессиональных навыков по растениеводству, животноводству, микробиологии, бионической архитектуре, биомеханике.

Результат программы

В результате изучения курса обучающиеся должны знать:

- естественнонаучный метод познания, бионика, эволюция Вселенной, биологическая эволюция, биоразнообразие, организм, популяция, экосистема, биосфера, ноосфера; вклад великих ученых в формирование современной естественнонаучной картины мира; значимость научных исследований В.И.Вернадского в области экологической геологии, минерологи, биосферы, ноосферы; роль специалистов определенных профессий в поддержании устойчивого развития общества.

уметь:

-приводить примеры экспериментов и/или наблюдений, обосновывающих: клеточное строение живых организмов, уровни организации живого, приспособленность организмов к среде обитания, эволюцию живой природы, превращения энергии и вероятностный характер процессов в живой и неживой природе, взаимосвязь компонентов экосистемы, влияние деятельности человека на экосистемы;

-объяснять прикладное значение важнейших достижений в области естественных наук, бионике для: развития энергетики, транспорта и средств связи, получения синтетических материалов с заданными свойствами, создания биотехнологий, биоиндикации, охраны окружающей среды;

-выдвигать гипотезы и предлагать пути их проверки; делать выводы на основе экспериментальных данных, представленных в виде графика, таблицы или диаграммы;

-работать с естественнонаучной информацией, содержащейся в сообщениях СМИ, ресурсах Интернета, научно-популярных статьях: владеть методами поиска, выделять смысловую основу и оценивать достоверность информации;

использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для:

оценки влияния на организм человека факторов среды;

энергосбережения;

безопасного использования материалов и химических веществ в быту;

профилактики заболеваний;

осознания личных действий по охране окружающей среды;

объяснения, почему человек представляет собой высшую степень развития живой природы

Материально-техническая база

Материально-техническая база включает классические и интерактивные технические средства обучения компьютер, мультимедийный проектор, школьная доска, 1 учительский стол, 15 ученических столов и лабораторное оборудование