Автор: Артёменко Светлана Юрьевна
Методическая работа для внеклассного мероприятия
Цель мероприятия:
познакомить с основами инженерии на примерах решения повседневных задач.
Задача:
интеллектуальное развитие школьников, вызвать интерес к изобретательству, конструированию, вызвать интерес к профессии инженера.
Формы работы:
фронтальная, групповая.
Технологии и методы:
Проблемная ситуация, коммуникативные технологии.
Используемое оборудование и материалы:
персональный компьютер (ПК) учителя, мультимедийный проектор, принтер, листы формата А4, пишущие канцелярские принадлежности, ножницы.
Внеклассное мероприятие «Инженер – профессия современная» позволяют ученикам получить дополнительные знания, которые нельзя получить на уроке. Это способствует формированию интереса к учебе и жизни вообще.
В результате проведения мероприятия у ребят формируется ряд важных и востребованных качеств личности:
• организованность, критичность и нестандартное мышление (креативность);
• способность к самообучению, быстрому приобретению знаний и навыков;
• умение слушать и слышать собеседника;
• умение развивать мысли, высказанные другими учениками;
• умение кратко и емко рассказать о своем решении.
Ход проведения мероприятия
1. Приветственное слово учителя.
2. Вводная часть.
Профессия инженера в последнее время становится все более востребованной.
(франц. ingénieur, от лат. ingenium — способность, изобретательность)
Президент России Владимир Владимирович Путин заявил о необходимости повышения престижа профессии инженера.
Глава государства подчеркнул, что развитие отечественной инженерной школы — важнейшее направление с точки зрения подготовки кадров.
Математика играет важную роль в профессии инженера. Она служит языком и набором инструментов, которые инженеры используют для анализа, проектирования и оптимизации систем и структур.
Основной инженерной задачей считается разработка новых и усовершенствование существующих решений. Новые инженерные решения зачастую выливаются в изобретения.
3. Постановка проблемы:
— Это занятие посвящено некоторым вопросам из нашей повседневной жизни. Каждый день нам приходится решать какие-то задачи, для решения некоторых требуется смекалка (воображение) и умение применить знания, полученные на уроках в школе или при самостоятельном обучении. Это могут быть и повседневные бытовые задачи, иногда учебные и рабочие задачи. Существуют различные методы, позволяющие находить креативное и практичное решение проблемы (например, во многих крупных корпорациях для решения этих задач устраивают мозговые штурмы и т.п.). На сегодняшнем занятии вам предстоит познакомиться с задачами, которые не имеют однозначного ответа. Для их решения вам необходимо объединять самые разные знания и творчески их применять.
I. Крышка люка
Ребята, каждый из вас, наверное, задавал такой вопрос: а зачем учить математику и где это можно применить?
На самом деле математика окружает нашу жизнь повсюду. Например, возвращаясь из школы домой вы видите на дороге люки на дорогах. А кто-нибудь из вас знает, почему крышка люка круглая, а, например, не квадратная?
Квадратная крышка может упасть в люк и нанести травму работающим внизу людям или утонуть. Так произойдет, потому что диагональ квадрата больше, чем его сторона. Когда квадратную крышку приподнимают почти вертикально, то, если крышка при этом даже немного поворачивается в направлении диагонали люка, она может соскользнуть и упасть внутрь люка. У круглой крышки, напротив, диаметр одинаков, какое бы направление вы ни выбрали. С учетом того, что диаметр верхней поверхности круглой крышки чуть больше, чем нижней, она вообще никогда не может соскользнуть внутрь люка, в каком бы положении ее ни держали. Кроме этого площадь круга меньше, чем квадрата, поэтому на его изготовление пойдет меньше металла. (Приложение 1)
II. Монета
Таким же свойством обладает треугольник Рёло. Это кривая постоянной ширины. Треугольник Рёло назван в честь немецкого ученого-инженера Франца Рёло, которого считают первооткрывателем свойств этой геометрической фигуры. Так выполняют монетки 20 и 50 пенсов в Великобритании, чтобы всегда была кривая постоянной ширины, и она, вращаясь в автомате, не застревала. У круга большая площадь, чем у треугольника Рело. Площадь треугольника Рело- наименьшая среди всех кривых постоянной ширины, все остальные кривые по площади расположены между ними. Таким образом, англичане экономят на производстве монет. Эти знания о кривых постоянной ширины и площадей фигур очень важны для профессии инженера – технолога. (Приложение 2)
Треугольник Рёло — это плоская выпуклая геометрическая фигура, простейшая после круга фигура постоянной ширины. Представляет собой область пересечения трёх равных кругов, центры которых расположены в вершинах правильного треугольника, а радиусы равны его стороне.1
Треугольник Рёло получил распространение в технике — на его основе были созданы кулачковые и грейферные механизмы, роторный двигатель Ванкеля и даже дрели, позволяющие сверлить квадратные отверстия.1
Также форма треугольника Рёло используется в архитектурных целях. Конструкция из двух его дуг образует характерную для готического стиля стрельчатую арку.1
Кроме того, треугольник Рёло используют в сфере искусства для струнных инструментов, а также при рисовании различных диаграмм, где несколько элементов по кругу, сочетаясь между собой, приводят к центральному ядру. (Приложение 3)
Давайте вместе попробуем начертить треугольник Рёло.
III. Лист Мёбиуса
— Ребята, скажите, что у меня в руках? (полоска бумаги)
— Верно. У этого листа есть 2 поверхности: внутренняя и внешняя. А сейчас, посмотрите, что произойдет. (показ эксперимента). Сколько поверхностей у нашей фигуры? (одна). Такая поверхность называется листом Мебиуса.
Лист Мёбиуса (другое название — лента Мёбиуса) — топологический объект, простейшая односторонняя поверхность с краем. 1 Попасть из одной точки этой поверхности в любую другую можно, не пересекая края. 2
Модель листа Мёбиуса можно сделать, если взять достаточно длинную бумажную полоску и склеить противоположные концы полоски в кольцо, предварительно перевернув один из них. 3
Лист Мёбиуса был рассмотрен независимо немецкими математиками Августом Фердинандом Мёбиусом и Иоганном Бенедиктом Листингом в 1858 году. 3
Некоторые применения листа Мёбиуса: форму листа повторяют при создании полосы ленточного конвейера и красящей ленты в печатных устройствах, абразивных ремней для заточки инструментов и автоматической передачи. Это позволяет значительно увеличить срок их службы, так как изнашивание происходит более равномерно.
Лист Мебиуса имеет только одну поверхность. Свойство односторонности листа Мебиуса используется при изготовлении ременных передач. Если ремень сделать в виде ленты Мебиуса, то он будет изнашиваться вдвое медленнее, чем обычный. Это объясняется тем, что в работе ремня, изготовленного в виде ленты Мебиуса, принимает участие вся поверхность, а не только внутренняя часть, как у обычной ременной передачи. Этот принцип используется в ленточном конвейере, системах звукозаписи, красящих лентах принтера и в ручке эскалатора. Свойство листа Мебиуса необходимо знать инженерам – конструкторам. (Приложение 4)
Попробуем вместе склеить лист Мёбиуса.
IV. Фокус с листом
-Ребята, а как вы думаете можно ли пройти через лист бумаги? (Ответы учащихся)
— Оказывается, что можно. Посмотрите, как это можно сделать (показ фокуса) Да, пройти через лист бумаги можно. Для этого нужно выполнить следующий фокус:
1. Сложить лист бумаги формата А4 пополам вдоль.
2. Сделать вертикальные надрезы поочерёдно с каждой стороны на расстоянии примерно 1 см. Первый и последний надрез должны быть сделаны со стороны сгиба, иначе фокус не получится.
3. Разрезать все места сгиба, кроме крайних, их резать не нужно.
4. Осторожно развернуть лист, и получится тонкое бумажное кольцо, через которое можно спокойно пролезть. (Приложение 5)
Возьмите лист бумаги, ножницы и попробуем вместе пройти через лист бумаги.
V. Легенда о Карфагене
Это свойство листа бумаги использовала финикийская царица Дидона, которая вынуждена была сбежать в Ливию с многочисленными соплеменниками, где попросила у местного царя Иарбанта места для строительства города. Местные жители не хотели делить свою землю с чужеземцами, но Дидона предложила редкий драгоценный камень. Чтобы получить камень, но и не делиться землёй, они со смехом позволили ей купить только кусок земли, ограниченный одной бычьей Дидона согласилась. После того как сделка была заключена, она разрезала шкуру на очень тонкие полоски, связала вместе и получившейся верёвкой окольцевала гору и сказала, что покупает этот кусок 37 км по окружности. Деваться было некуда и Иарбант, скрепя сердце, разрешил строительство. (Приложение 6
Это легенда о Карфагене. Таким образом, знание математики необходимо и главе государства, чтобы проявить смекалку и находчивость.
VI. Заключение
Таким образом, мы сегодня вам показали, что математические знания нас окружают повсюду и математика играет большую роль в профессии инженера. Математика считается «Наукой наук», на ней основываются практически все инженерные знания. Старайтесь познать больше и получить профессию будущего! Спасибо за внимание!
Используемая литература:
1. Гин А., Кавтрев А. “Креатив-бой”: как его провести: метод. пособие для общеобразовательных школ и учрежд. дополн. образования. М.: ВИТА-ПРЕСС, 2012.
2. Гин А.А. Приемы педагогической техники: Свобода выбора. Открытость. Деятельность. Обратная связь. Идеальность: Пособие для учителя/ А.А. Гин. — 6-е изд. — М.: Вита-Пресс, 2005 — 112с.
3. Примеры, задачи и загадки по ТРИЗ с ответами [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://4brain.ru/triz/zadachi.php (дата обращения 01.07.18).
5. Пушкарев М.С. Коллективная мыследеятельность в сфере инженерного творчества у школьников. // Методические рекомендации по образовательной робототехнике. Сборник 1. /Ассоциация инженерного образования детей; Томский физико-технический лицей. — Томск: Изд-во Томского физикотехнического лицея, 2017. — 89 с