Успех. Учебнометодическое пособие СанктПетербург 2022
 Скачать 5.41 Mb.
|
|
Судья : Ну, допустим, что это так. Но на чем она держится, и почему не падают люди, которые живут с другой стороны? Инквизитор: Это еще не все обвинение, Ваша Честь! Этот несчастный утверждал, что Земля еще и вращается вокруг своей оси, от этого происходит смена дня и ночи. А мы знаем, что это Бог создал Солнце и пустил его по небу для освещения Земли днем. А ночью темно потому, что все должны спать!. Физик: Это нам с Земли кажется, что Солнце движется по небосклону с востока на запад. При этом если Солнце над горизонтом, то его лучи освещают поверхность - наступает светлое время - день. А когда Солнце уходит за горизонт, наступает ночь. Астроном: Если смотреть с поверхности Солнца, считая его неподвижным, то солнечные лучи будут освещать только одну половину Земли. Другая половина будет в тени, там будет ночь. Но Земля вращается вокруг своей оси против часовой стрелки. Поэтому все точки земной поверхности постепенно попадают в освещенную Солнцем область. Ночь в этих точках сменяется днем. 138 Физик: Все очень просто: Смотрите, вот я освещаю глобус и начинаю его вращать. Механик: Если ехать на машине, то есть, по-вашему - на телеге, то мы неподвижны относительно телеги. И лошадь хоть и идет, но относительно нас она не перемещается. Зато деревья как бы едут мимо нас в другую сторону. Любое движение - относительно.! Инквизитор: Сами додумались, до такого или сатана подсказал? Механик: Да у нас это каждый знает!!! Судья: У инквизиции еще есть обвинения ? Инквизитор: Предлагаю заслушать свидетельницу. Свидетельница: Осмелюсь сказать, Ваша Честь, что этот Студент вчера идет по улице нашей и бормочет, что Земля вращается вокруг Солнца. Я как услышала ересь такую, так сразу и побежала к одной соседке, ей рассказала, потом к другой, к третьей, да так до вечера и пробегала! Студент: Ты бы лучше обед сварила…. Инквизитор: Вот даже простая женщина знает, что Земля находится в центре Мира, а Солнце, планеты и все звезды вращаются вокруг нее. Астроном: Ваша Свидетельница в школе не училась и за звездным небом не наблюдала. Иначе и она бы знала, что планеты движутся не так, как другие светила и объяснить их движение можно только если принять за центр Мира Солнце, а не Землю. Это потом докажут. Инквизитор: А под пытками вы тоже будете так утверждать ? Историк: Мы тут из другого времени, но некоторые за такие утверждения умрут на костре, но не отрекутся. Судья 2 : Что еще вы можете сказать в оправдание этого Еретика ? Астроном: Еще про смену времен года хотелось бы вам объяснить... Про самый длинный и самый короткий день... Все это объясняется вращением Земли вокруг Солнца и наклоном оси вращения. 139 Студент : Эти мальчики - Ангелы небесные.! Господь внял моим мольбам и послал их, чтобы объяснили они то, что не понять было мне самому. Никак не возьму я в толк, от чего зимой так холодно и дни такие короткие. Я за ночь столько свечей сжигаю... Свидетельница: Да, Ваша честь, он все сидит, все свои книжки читает или пишет чего-то там. Или в трубу какую-то по ночам смотрит. Одни расходы с этим Студентом, ни дров, ни свечей не напастись! Инквизитор: На костре ему будет и светло и жарко.., дров хватит! Механик: Раз уж мы сюда попали, то придется объяснять и смену времен года. Я запускаю глобус по кругу. Астроном: Земля не просто движется вокруг Солнца. Ось ее вращения наклонена к плоскости орбиты. Северное полушарие, в котором мы находимся, как бы отвернулось от Солнца. Мало солнечных лучей доходит до него, вот потому зимой у нас холодно и так рано темнеет. Самый короткий день сегодня - 22 декабря. Физик: Но Земля не стоит на месте - она движется без остановки. Постепенно северное полушарие поворачивается к Солнцу и ему достается все больше и больше тепла и света. 23 марта день станет равным ночи, 22 июня будет самым длинным в году, а потом снова пойдет на убыль. Судья 2: Ваша Честь! Я сам был студентом, измерял продолжительность дня и ночи целый год. И я подтверждаю правильность сказанного! Механик : Ребята, нам пора обратно: солнечная энергия заканчивается… Физик: Я предлагаю этого еретика не казнить, а отправить по морю в путешествие, пусть поищет где кончается Земля. Пусть плывет на корабле все время на запад. Вот увидите: он вернется, но с востока. 140 Инквизитор: А я предлагаю отправить на костер всех вместе!... Судья: Суд удаляется на совещание! Механик : Ребята, нам совсем пора. Физику подучить на завтра надо. Историк : Сматываемся, ребята, пока не поздно, с инквизицией не шутят. Все хором: Ну, поехали!!! Ведущий: Сейчас мы посмотрим небольшой фрагмент фильма «Что изучает Астрономия» Знакомство с солнечной системой. - URL: https://youtu.be/E3Tlg_N0Cao https://youtu.be/JCrx6f9r1C0 Предмет астрономии и система наблюдения. - URL: https://youtu.be/aMAASyukNb0 Ведущий: А теперь, ребята, давайте ответим на наши вопросы: 1. Наука о небесных светила, о законах их движения, строения и развития, а также о строении и развитии Вселенной в целом называется … 2. Кто первым доказал, что Солнце является центральным небесным телом, вокруг которого обращается Земля и другие планеты? 3. Как фамилия первого человека, полетевшего в Космос? 4. Какие вы знаете профессии, связанные с изучением Космоса? 5. Какие науки нужно хорошо изучать, чтобы освоить эти профессии? 6. С помощью каких приборов наблюдают за звездным небом? 7. Почему на Земле происходит смена дня и ночи? 8. Чем объясняется смена времен года на Земле? 9. Какая звезда самая близкая к земле? Солнце 10. Из какого ковша не пьют, не едят, а только на него глядят? Из ковша Большой медведицы 141 Приложение 4. Сценарий экскурсий в кабинет физики по темам внеурочной деятельности: «Физические основы робототехники» Учитель робототехники Прищепёнок О.Б. Цель: познакомить младших школьников- выпускников (учащихся 4х классов) с основами инженерных знаний и основами робототехники. Задачи: 1. привлечение внимания к инженерным знаниям и навыкам; 2. развитие знаний и представлений об основах конструирования; 3. развитие логического мышления и представлений об основах программирования; 4. помощь в самоопределении и профориентация. Оборудование: конструкторы Lego Education 9686, Lego Mindstorm NXT 9787, технологические карты. Экскурсия совершается по кабинету, в котором представлены конструкторы и собранные модели. Ведущий – учитель робототехники Прищепёнок О.Б., ассистенты – ученики 6 класса Калачев Егор, Дмитриев Максим, Алёшина Софья. Ход мероприятия Ведущий: Здравствуйте ребята! Сегодня мы приглашаем вас в мир инженерных профессий и робототехники! Робототехника (роботехника) – это прикладная научная отрасль, посвященная созданию роботов и автоматизированных технических систем. Такие системы также называют робототехническими системами (РТС). Ещё 142 одно название – роботостроение. Так называют процесс создания роботов, по аналогии с машиностроением. Роботы особенно нужны там, где человеку работать слишком тяжело или опасно, и там, где каждое действие должно выполняться с нечеловеческой точностью. Например, робот может взять пробы грунта на Марсе, обезвредить взрывное устройство или провести точную сборку прибора. Конечно, для каждого вида работы нужен специальный робот. Роботов- универсалов пока не существует. Всю робототехнику можно разделить на промышленную, строительную, авиационную, космическую, подводную, военную. Кроме этого существуют роботы-помощники, роботы для игр и т.д. Робот может работать по заранее разработанной программе либо под управлением оператора. Роботов с самостоятельным мышлением и мотивацией, со своим эмоциональным миром и мировоззрением пока тоже нет. Оно и к лучшему. Но сегодня мы познакомим вас с самыми основами робототехники. Вы видите в этом кабинете конструкторы фирмы Lego и собранные из них модели. Наверное, сейчас трудно найти школьника, который ни разу не собирал что-нибудь из Lego, кто-то меньше, кто-то больше, у кого-то весь шкаф завален этими известными деталями. А у нас в школе эти конструкторы служат вполне серьёзным целям: научиться основам конструирования, построения разных механизмов и в том числе программируемых роботов. Конструкторы у нас не игровые, а специальные, образовательные. На занятиях мы сперва учимся правильно называть детали. Ведь негоже приличному инженеру, профессионалу, пользоваться выражениями вроде: «возьмём вон ту пимпочку и приделаем к такой штучке..» Мы учимся использовать такие названия, как балка, штифт, втулка, зубчатое колесо. Затем изучаем основы построения конструкций. 1 ассистент: Вот вы думаете: я из Lego уже столько всего собирал, да я одной левой!.. А не тут-то было. Когда собираешь не по готовой инструкции, а сам, 143 по своей идее, без знаний не обойтись. Например, основой любого строения является прямоугольник. Пожалуйста, возьмите лежащие здесь детали и сделайте ровный прямоугольник. При этом важно выполнить такое условие: этот конструкция не должна складываться, если с угла приложить усилие, как показано на этом рисунке. Дети пробуют. Обычно получается прямоугольник, который, однако, легким движением превращается в параллелограмм. Видите, всё дело в том, что конструкция у вас «болтается», она не обладает очень необходимым свойством: «жесткость». А вот теперь смотрите: я добавлю всего одну деталь – прикреплю балку по диагонали и уже получилось! Прямоугольник стал жестким, он не будет сам складываться. Вот рядом стоит модель башенного подъёмного крана. Башня у него крепкая, не наклоняется и не складывается сама по себе. Это как раз потому, что здесь использована такая же идея. Ведущий: Теперь поговорим немного о самых простых механизмах. Такими являются, например, блоки. Блок состоит из диска с канавкой на ободе и перекинутой через него верёвочки. Один-два или сразу много блоков используются во всех подъёмных механизмах. 2 ассистент: Блок позволяет поднимать грузы наверх удобным образом и, главное, облегчает усилие. В конструкции подъёмного крана они находятся вот здесь (показывает). Чем больше блоков использовать, легче будет казаться поднимаемый груз. Но, как говорится «у всякой медали есть оборотная сторона». В механике не получается получить выигрыш в одном свойстве, например, в силе, не проиграв в другом. Конструируя разные модели, я много раз в этом убеждался. Здесь выигрыш в силе получается за счет проигрыша во 144 времени: верёвочка будет дольше скользить по блокам и груз будет поднят за большее время. В этой конструкции использован мотор и батарейный блок (показывает). За счет энергии батареек здесь и обеспечивается подъём груза. А движение от мотора дальше передается с помощью передач. 3 ассистент: Без передач не обходится ни один механизм. Есть они и в автомобиле. Все знают про коробку передач. Кстати, на наших занятиях мы разбираем, как она работает. Передачи бывают ремённые, зубчатые, червячные. Да-да, вы не ослышались! И есть такая деталь с серьёзным названием: «червяк». Для того чтобы движение от оси мотора передать дальше в механизм, ускорить его или замедлить, или ещё как-то изменить и нужные передачи. Вот здесь, например, собраны разные варианты зубчатых передач. Зубчатая передача получается с использованием зубчатых колес, надетых на оси. Если крутить одну ось, то это заставляет вращаться другую. В этом и есть смысл передачи. А вот одна из очень интересных конструкций. Как вы думаете, что это? А это часы с маятником. Никакого моторчика здесь нет. Энергия здесь получается за счет опускания вот этого черного груза. Сейчас я запущу эти часы. И они буду тикать! Посмотрите внимательно и скажите, откуда берётся 145 этот звук. Вот эта собранная из разных деталей дуга, похожая немного на якорь, по очереди ударяется слева и справа о белое перекрестие из балок. Она позволяет перекрестию поворачиваться только на определённый угол за один раз. Вот отсюда и возникает такой характерный звук, который издают все механические часы. Таким образом регулируется скорость, с которой идут часы. Ведущий: А вот этот синий круг – циферблат. И мы видим, что по нему движется стрелочка. Ведь когда-то первые башенные часы имели только одну стрелку – часовую. Сейчас производятся часы, которые работают гораздо точнее. И механические среди прочих не самые точные (они не измеряют время до крошечных долей секунды), но и сейчас хорошие механические часы высоко ценятся и прежде всего, как произведение инженерного искусства. 1 ассистент: Теперь рассмотрим две модели, в которых вращательное движение, которое создает мотор, превращается в движение вперёд-назад. Здесь представлена модель ярморочного чучелка и шагоход. Я включу сначала чучелко. Как вы видите, оно вращается и ещё поднимается вверх-вниз. Это получается при использовании специальной детали, которая в технике называется «кулачок». А теперь посмотрим на то, как будет двигаться шагоход. Он медленно переставляет ножки и продвигается вперёд. Кстати, здесь в самой его серединке видно ту самую деталь, которая называется «червяк». Благодаря червячной передаче это механическое животное довольно сильное и упорно движется вперёд. Ведущий: А теперь мы посмотрим на модели, которые не только умеют двигаться, но ещё имеют управление с помощью программы, т.е. на роботов. Эти модели собраны уже из другого конструктора Lego, который имеет вот такой блок, который называется контроллер. 146 Это «мозг» каждой модели. Программу создают на компьютере, настраивают её, указывая, какой мотор должен включаться, с какой мощностью, на какое время и т.д. Затем программу загружают из компьютера в контроллер. Ещё здесь в наборе имеются разные датчики: датчик звука, датчик касания, датчик освещенности, датчик расстояния. Это приборы, чувствительные к звуку, прикосновению, свету и даже умеющие определять расстояние до преграды. Они также присоединяются к контроллеру. Это всё позволяет сконструированному роботу реагировать на звуки, быть зрячим, умело ориентироваться в пространстве. 2 ассистент: Ребята, посмотрите сюда: здесь собрана модель гремучей змеи. В природе это очень опасная ядовитая змея, у которой на кончике хвоста есть подвижные чешуйки. Когда змея видит противника и предупреждает его о своей атаке, она трясет кончиком хвоста и эти чешуйки работают как трещотка или гремушка. Вот отсюда и её название. Наша змея из конструктора запрограммирована и ведет себя подобно настоящей. Включаем! Она свернулась кольцом, приподняла кончик хвоста и потряхивает своей гремушкой. Но это не все. Она очень опасна, т.к. готова совершить бросок. Она следит за тем, кто к ней приближается. Вот видите у неё на голове глаза – это и есть датчик расстояния. Я предлагаю кому-нибудь из вас приблизить руку к ее голове. Один из ребят протягивает к ней и руку. И тут змея совершает бросок в его сторону и хищно клацает челюстями. А затем возвращается в исходное положение. Зрелище вызывает восторг и желание повторить опыт. Ну что ж, наша змея готова бросаться на противника при каждой следующей провокации. Вы думаете, это сложно написать программу управления такой змей? На самом деле, нет. Это сможет любой из вас после нескольких занятий теме управления такими моделями. 147 3 ассистент: А теперь рассмотрим эту модель. Здесь вы видите робота, который может ездить в разных направлениях. Он тоже «зрячий». Когда он подъедет к препятствию, то остановится, издаст звуковой сигнал, а затем будет маневрировать, пытаясь объехать препятствие. Программа для этого робота, конечно, требует уже больших знаний, чем для управления змеей. Включаем! Робот демонстрирует свои способности. Ведущий: Итак, ребята, вы здесь познакомились с темами, которые мы изучаем на занятиях по робототехнике в нашей школе. Это с одой стороны знания о том, как строить конструкции и механизмы, а с другой – навыки программирования таких конструкций. Ждем вас на наших занятиях! 148 Приложение 5. Экскурсия по библиотеке Ведущий: Наше путешествие продолжается и сейчас мы в школьной библиотеке. А кто знает: откуда к нам пришли слова « библиотека» и «библиотекарь»? Эти слова пошли от греческого слова «библио» - книга. Библиотека – хранилище книг, а библиотекарь – «хранитель книг». Он занимается обслуживанием читателей: он запишет вас в библиотеку, покажет где расположены нужные вам для учебы книги. Порекомендует интересное и познакомит с книжными новинками. Сегодня вашим библиотекарем буду я. Я расскажу вам, что можно найти в нашей полезного и интересного, покажу где лежат книги, которые понадобятся вам в средней школе. Вот здесь, у самого входа, расположен стенд с обучающей серией Павла Астахова «Детям о праве» и несколько книг по правилам дорожного движения для школьников. Далее идут полки с большими справочниками по отдельным предметам. Вот справочники по химии, физики, биологии. 149 А если пройти немного дальше, за стол библиотекаря, можно увидеть школьные энциклопедии. Эти, например, могут пригодиться вам для подготовки к урокам по географии или другим гуманитарным предметам. Здесь также стоят материалы для уроков истории: «Краткая история России», «История России в новейшее время», «Всемирная история». На соседнем стеллаже находятся пособия по русскому языку, литературе, лингвистике. Это – серия «Толковых словарей русского языка», «Учебный справочник школьника», «Новый иллюстрированный энциклопедический словарь», «Большой энциклопедический словарь школьника», «Современный толковый словарь русского языка». Но, а выше всех расположены книги, рассказывающие о поэтах серебряного и золотого веков русской литературы, отдельно о Лермонтове и Пушкине. |