Автор проекту : викладач інформатики Березанського ЗЗСО Гончаренко Андрій Вікторович
Проект заходу з природничих наук для учнів 10 та 11 класів.
“Ми — архітектори подорожі на Проксіма Центавра”.
Мета:
1. Усвідомлення важливості вивчання кожної з дисциплін природничих наук у школі ( при чому основою всіх етапів цього проекту є інформатика).
2. Усвідомлення необхідності комп’ютерних технологій при дослідженнях будь-якого
напрямку.
3. Заохочення мислити принципами біоміметики.
Категорія: учні 10 та 11 класів. Кожен з етапів можна проводити разом з відповідним викладачем-предметником. (Астрономія, Фізика, Хімія, Біологія, Психологія)
Обладнання: комп’ютер з доступом до інтернету (при розробці проекту використовувався комп’ютер з операційною системою Linux KDE Neon), інтерактивна дошка, яка під’єднана до комп’ютеру, спеціалізоване програмне забезпечення. (Celestia, IDLE, Kalzium, Jmol, Step, будь-який браузер, LibreOffice Impress (або будь-яка програма для показу презентації), LibreOffice Calc (або будь-який табличний процесор).
Проект в кілька етапів. Кожен етап відповідає одній з природничих наук, яку потрібно враховувати при розробці можливої майбутньої подорожі. Проектування відбувається за допомогою комп’ютерних технологій. Наведені нижче програми розроблені для операційної системи Linux (можна використовувати аналоги для Windows чи MacOs)
Результати - висновки кожного етапу записуємо в табличний процесор LibreOffice Calc (або аналог - MS Excel) для подальшого розгляду.
1 етап. Астрономія та навігація в зоряному просторі.
За допомогою програми “Celestia” знаходимо напрямок до цікавої для нас зірки, та відстань до неї. Визначаємо — в якій порі року краще за все починати мандрівку. Прораховуємо можливість та доцільність використання гравітаційних маневрів. Додатковий матеріал у вигляді ілюстрацій та GIF-анімацій беремо з вільної енциклопедії “Вікіпедія”. (https://ru.wikipedia.org/wiki/Проксима_Центавра)
2 етап. Біологія. Психологія. Життя та здоров’я екіпажу.
Потрібно визначити оптимальний час польоту, щоб космонавти прибули в потрібну точку живими і не в глибокій старості. Створюємо програму-калькулятор мовою Python для такого розрахунку. Знаходимо відповідь в середовищі IDLE.
Також визначаємо перелік технологій, необхідних для збереження життя космонавтів та їх здоров’я.
а. Захист від космічного випромінювання. Усвідомити важливість цього допоможе онлайн 3D атлас анатомії людини та показ відповідної презентації. (Приклад російськомовної презентації за посиланням: https://drive.google.com/.../1rdI4s50SZsyLigNkS1D.../view...)
б. Виробляння або запас кисню.
в. Утилізація вуглекислого газу. Потрібно показати важливість цього. (можна навести приклад проекту “Аполон-13” після аварії) https://uk.wikipedia.org/.../%D0%90%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D0...
г. Виробляння або запас води.
д. Виробляння або запас поживних речовин.
е. Оптимальні умови та засоби для збереження психічного та емоційного здоров’я екіпажу під час дуже тривалого перебування в замкненому середовищі. Можливості вирішення цієї проблеми можна уявити під час знайомства з проектом “Марс-500”. В цьому допоможе Вікіпедія (https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D1%80%D1%81-500), та youtube-канал проекту (https://www.youtube.com/channel/UCyyxT3Viv9TAdnK4rSY1EXA)
3 етап. Хімія.
Програми для розробки: “Kalzium” (періодична система з можливістю вирішування хімічних рівнянь), “Jmol” (тривимірне зображення хімічних структур з можливістю анімації).
а. Розробляємо способи (формули) виробляння кисню.
б. Розробляємо способи (формули) утилізації вуглекислого газу.
г. Розробляємо способи (формули) виробляння води.
3 етап. Фізика.
Програма для розробки: “Step” (моделювання фізичних процесів), IDLE (для створювання програмованого калькулятору)
а. Розрахунок необхідної потужності двигунів з огляду на час польоту, визначений в етапі 2. Для цього розробляємо програму мовою Python, та виконуємо розрахунки в середовищі IDLE.
б. Проектуємо можливість створення штучного магнітного полю, для захисту від шкідливого космічного випромінювання. Розглядаємо як працює магнітне поле Землі. (https://uk.wikipedia.org/.../%D0%9C%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D1...)
в. Проектуємо можливість штучної гравітації на борту корабля. Ілюстрації та схеми за посиланням https://ru.wikipedia.org/.../%D0%98%D1%81%D0%BA%D1%83%D1...
4 етап. Висновок. Біоміметика.
Приходимо до висновку, що космічний корабель, який відповідає всім вимогам (окрім двигунів) — це наша планета Земля. Таким чином, нам потрібно навчитися копіювати технології, які вже є в природі. Цим займається наука — біоміметика, або біоніка. (https://uk.wikipedia.org/.../%D0%91%D1%96%D0%BE%D0%BD%D1...). Потрібно навести приклади інженерних рішень за принципами біоміметики.
