Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа №8 г.Холмска

муниципального образования

«Холмский городской округ» Сахалинской области

НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ НАПРАВЛЕНИЕ

ОН ПРОЛОЖИЛ ДОРОГУ В КОСМОС…

(о К. Э. Циолковском)

Автор:

Натасова София Евгеньевна,

ученица 4-а класса

Научный руководитель:

Кудинова Раиса Геннадьевна,

учитель начальных классов

Холмск, 2021

Содержание

Введение        3

Вводный этап        6

Поисково-исследовательский этап        8

Аналитико – оформительский этап        15

Заключительный этап        16

Заключение        17

Список использованных источников        18

Введение

 Мы живем в такое время, когда полеты в космос на околоземную орбиту становятся постоянными, человечество разрабатывает проекты по исследованию и колонизации ближайших планет – Марса и Венеры, с помощью телескопов и космических станций продолжает разведку Солнечной системы и мечтает отправиться в глубины Галактики.

Сейчас космос все больше входит в нашу повседневную жизнь. Полёты за пределы Земли теперь – это не что-то фантастическое, нереальное, недостижимое. На сегодняшний день было совершено 325 пилотируемых полетов в космос!

Совсем недавно, в октябре 2021 года, впервые в истории космонавтики на орбиту отправился экипаж, в составе которого были не профессиональные, подготовленные космонавты, а люди «земных» профессий: актриса и режиссёр. Мы внимательно следили по телевизору за подготовкой экипажа, запуском ракеты, слушали новости о том, как проходит полёт. К большой радости, всё прошло хорошо и экипаж благополучно вернулся на Землю, выполнив своё задание. Мы подумали, неужели в ближайшем будущем полёты в космос могут стать доступными для любого жителя нашей планеты? В космос вот так просто смогут отправляться учителя, врачи, строители, инженеры, а может, даже школьники? Ведь дети доказали, что они способны на многое: именно они изобрели снегоход, водные лыжи, фруктовый лёд, шрифт Брайля, меховые наушники и многое другое.

Мне стало интересно: кто стоял у истоков освоения космоса? Так я узнала о великом ученом К. Э. Циолковском и захотела узнать о нем больше.

Считаю, что данная работа может вызвать интерес у учащихся школ, поможет определиться с будущей профессией.

Работу по этой теме можно продолжить для углубления и расширения представлений о людях, простых и гениальных одновременно, поэтому данная тема является актуальной.

Цель проекта: исследование достижений русского ученого Константина Эдуардовича Циолковского, сделавшего первые научные открытия в отечественной космонавтике.

Гипотеза: если мы расширим круг знаний учащихся о К.Э. Циолковском, то, вероятно, кого-то заинтересуют его открытия. А так как наша Галактика ещё так мало изучена и покорение космического пространства всё ещё малодоступно, то возможно, именно современные школьники, вдохновившись идеями великого учёного-исследователя, определятся с выбором профессии, изобретут что-то новое, важное для развития мировой космонавтики.

Задачи проекта:

• изучить и проанализировать информационные источники по проблеме;
• систематизировать изученный материал;
• провести анкетирование обучающихся;
• провести исследование деятельности К. Э. Циолковского.
• изготовить стенгазеты.

Объект исследования – космос и его роль в жизни человека.

Предмет исследования – значимость открытий К. Э. Циолковского в освоении космоса и степень влияния их на судьбу человечества.

        Продукт проектной деятельности: газеты и листовки о К.Э. Циолковском.

Методы работы над проектом: изучение литературы: поиск, анализ, отбор и систематизация информации литературных источников; работа с ресурсами Интернета; анкетирование; обработка и анализ анкетных данных, прогнозирование, составление таблицы. 

Этапы проекта:

• вводный (погружение в проект) – апрель – май 2021г.;
• поисково – исследовательский –июнь- август 2021г.;
• аналитико-оформительский – сентябрь - октябрь 2021г.;
• заключительный (представление результатов) –ноябрь 2021г.

При работе над проектом были использованы Интернет-ресурсы и научно-популярная литература, которую мне удалось найти с помощью мамы и учителя. Особый интерес вызвала статья в книге Космодемьянского А.А. «К.Э. Циолковский».

Практическая значимость работы: работа предназначена познакомить учащихся с достижениями Константина Эдуардовича Циолковского, сделавшего первые научные открытия в отечественной космонавтике.

Вводный этап

Задачи этапа: определение темы проекта; постановка целей и задач проекта; составление гипотезы; определение объекта и предмета исследования; изучение Интернет-ресурсов, материалов периодической печати, просмотр телерепортажей по данной теме.

Определена тема проекта: «Он проложил дорогу в космос…».

В эру освоения космического пространства человечество шагнуло ещё в середине прошлого столетия. Именно тогда был совершен огромнейший прорыв – первые полеты в космос, длительные и пилотируемые; первый выход в космос! Затрачено неимоверное множество усилий и средств тысяч людей. Ну а что дало человечеству покорение космоса?

Космос все больше входит в нашу повседневную жизнь. С освоением космического пространства тесно связана повседневная жизнь каждого из нас: мобильная связь, цифровое телевидение, метеорологические сведения, ГЛОНАСС, gps-навигация, Интернет и др.

А когда-то об этом люди даже и представления не имели. Ровно за сто лет до того, как над Землей появился первый искусственный спутник, в сентябре 1857 года, родился один из основоположников космонавтики Константин Эдуардович Циолковский, гениальный ученый, изобретатель в области аэродинамики, ракетодинамики, философ, автор проектов дирижаблей и ракетно-космической техники.

Имя великого русского ученого, основоположника теории реактивного движения К. Э. Циолковского, не изучается в рамках школьной программы в начальных классах, что доказывает необходимость изучения данной проблемы. Вся деятельность его - настоящий подвиг во славу своего народа, на благо всего человечества.

Вывод: в результате деятельности первого этапа были определены основные источники информации, определена проблема, определена тема проекта «Он проложил дорогу в космос…!».

На данном этапе было принято решение: провести анкетирование; в качестве продукта проектной деятельности изготовить газеты о К. Э. Циолковском.

Поисково-исследовательский этап

Задачи: анкетирование учащихся школы; определение источников информации; планирование способов сбора и отбор информации; изучение документов и материалов по теме исследования.  

Имя Циолковского можно увидеть на страницах энциклопедий, словарей, научно-исследовательских работ не только в нашей стране, но и за рубежом.

Для того, чтобы определить, что знают дети о К. Э. Циолковском и о его вкладе в освоение космоса среди учащихся 4А класса проведено анкетирование.

В анкетировании приняло участие   24 ученика МАОУ СОШ №8 г. Холмска. Получены такие результаты (Табл.1):

                                                                Таблица 1

Представим полученные данные на диаграмме (Приложение 2).

В результате анкетирования я сделала вывод, что учащиеся 4 А класса мало знают о деятельности К. Э. Циолковского и необходимо расширять осведомленность школьников о космосе и космических открытиях. Я предложила одноклассникам оформить стенгазеты о К. Э. Циолковском.

В процессе самостоятельной работы дома и в школе собрана информация из научно-популярной литературы, материалов периодической печати и Интернет-ресурсов по изучению темы.

Достижения и открытия К. Э. Циолковского

Циолковский оставил богатейшее научное наследие. Он стал одним из родоначальников современной космонавтики. Так, ему принадлежит первенство в изучении вопроса об искусственном спутнике Земли и его роли для народного хозяйства. Его идеи «космического поезда», теории реактивного движения и ракетодинамики, описание принципиальных конструкций ракетных двигателей, математические обоснования и расчеты легли в основу знаний и технологий, которые позволили человечеству выйти на орбиту Земли.

Его взгляды даже сейчас кажутся немного фантастическими. Поражает то, с какой точностью ученый предсказывал будущее.

Не все его идеи представляют большую ценность для науки, но все же ко многим вопросам ученый обратился первым.

Дирижабль Циолковского

«В 1885 году, имея 28 лет, я твёрдо решил отдаться воздухоплаванию и теоретически разработать металлический управляемый аэростат», - запишет Константин Эдуардович в своей автобиографии. Слова «дирижабль» в то время и вовсе не существовало, а аэростаты имели небольшие объемы, купол их изготавливали из прорезиненной ткани, которая быстро изнашивалась и выпускала взрывоопасный водород.  

Циолковский первым предложил совершенно новую и оригинальную идею аэростата с тонкой металлической оболочкой с гофрированными боковинами, которая позволила бы сохранять постоянную подъёмную силу при различной высоте полёта и температуре атмосферного воздуха.

Основные труды Циолковского были связаны с четырьмя проблемами: научным обоснованием цельнометаллического аэростата (дирижабля), обтекаемого аэроплана, поезда на воздушной подушке и ракеты для межпланетных путешествий.

Циолковскому принадлежит идея постройки аэроплана с металлическим каркасом. В статье «Аэроплан, или Птицеподобная (авиационная) летательная машина» (1894) учёным были даны описание и чертежи моноплана, который по своему внешнему виду и аэродинамической компоновке предвосхитил конструкции самолётов, появившихся спустя 15-18 лет. Важные научные результаты были получены исследователем в теории движения ракет (ракетодинамике). В 1903 г. в статье «Исследование мировых пространств реактивными приборами» Циолковский применил общие законы механики к теории полёта ракеты переменной массы и обосновал возможность межпланетных сообщений. Им впервые была решена задача посадки космического аппарата на поверхность планет, лишённых атмосферы.

Немецкий моноплан времен Первой мировой войны

В 1894 году в своей статье «Аэростат или птицеподобная (авиационная) летательная машина» Циолковский предвосхитил конструкцию монопланов – самолетов, которые начали строить в передовых странах только через два десятилетия. Константин Эдуардович впервые дал описание, расчёты и чертежи цельнометаллического моноплана с толстым изогнутым крылом, а также обосновал положение о необходимости улучшения обтекаемости фюзеляжа аэроплана в целях получения больших скоростей. Перед Первой мировой немецкие монопланы поражали воображение современников, а ведь еще незадолго до этого проект Циолковского российская наука снова не восприняла всерьез.

В 1920-х гг. Циолковский много работал над созданием теории полёта реактивных самолётов, изобретя свою схему газотурбинного двигателя. В 1926-29 гг. учёный разработал теорию многоступенчатых ракет и первым решил задачу о движении ракеты в неоднородном поле тяготения, а также вычислил необходимые запасы топлива для преодоления сил сопротивления воздушной оболочки Земли. Его исследования впервые показали возможность достижения космических скоростей. Он первым изучил вопрос о ракете как искусственном спутнике Земли и высказал идею создания околоземных станций как искусственных поселений, использующих энергию Солнца и промежуточных баз для межпланетных сообщений. Помимо этого, исследователь изучал медико-биологические проблемы, возникающие при длительных космических полётах.

Лунный пейзаж

В 1887 году Циолковский пишет научно-фантастическую повесть «На Луне». Казалось, тот самый «маленький шажок для человека и огромный скачок для человечества» простой учитель совершил более чем за 80 лет до его воплощения – высадки «Аполлона».

В честь Циолковского, так подробно описавшего лунный пейзаж, назвали кратер на обратной стороне Луны.

В конце XIX века автор удивительно точно описывает поверхность Луны.

«Мрачная картина! Даже горы обнажены, бесстыдно раздеты, так как мы не видим на них легкой вуали — прозрачной синеватой дымки, которую накидывает на земные горы и отдалённые предметы воздух… Строгие, поразительно отчётливые ландшафты! А тени! О, какие тёмные! И какие резкие переходы от мрака к свету! Нет тех мягких переливов, к которым мы так привыкли и которые может дать только атмосфера. Даже Сахара — и та показалась бы раем в сравнении с тем, что мы видели тут», - пишет Циолковский от имени рассказчика.

Кроме того, автор подробно и поразительно точно описывает вид Солнца и Земли с поверхности Луны. Проанализировав следствия малой силы тяжести, отсутствия атмосферы, писатель предвосхищает поведение жидкостей и газов, испарения, кипения, и других физических процессов.

Современная аэродинамическая труба NASA

Циолковский не только создал в своей квартире первую в России аэродинамическую лабораторию, но и 1897 году самостоятельно построил прототип первой аэродинамической трубы собственной оригинальной конструкции - техническое устройство, предназначенное для моделирования воздействия среды на движущиеся в ней тела. По этому прототипу под руководством великого русского инженера Николая Жуковского и была создана в 1902 году аэродинамическая труба в при механическом кабинете Московского университета.

Поезд на воздушной подушке

В 1927 году в небольшой брошюре «Сопротивление воздуха и скорый поезд» Циолковский опубликовал теорию и схему поезда на воздушной подушке.

«Трение поезда почти уничтожается избытком воздуха, находящегося между полом вагона и плотно прилегающим к нему железнодорожным полотном. Необходима работа для накачивания воздуха, который непрерывно утекает по краям щели между вагоном и путем. Она велика, между тем как подъемная сила поезда может быть громадна. Так, если сверхдавление в одну десятую атмосферы, то на каждый квадратный метр основания вагона придется подъемная сила в одну тонну. Это в 5 раз больше, чем необходимо для легких вагонов.

Не нужно, конечно, колес и смазки. Тяга поддерживается задним движением вырывающегося из отверстия вагона воздуха. Работа накачивания тут также довольно умеренна (если вагон имеет хорошую, легко обтекаемую форму птицы или рыбы), является возможность получать огромные скорости», - писал Циолковский.

Эта теория легла в основу создания транспорта на воздушной подушке спустя многие годы: первые морские плоскодонные суда на воздушной подушке поступили в эксплуатацию в Англии лишь в 1958 году.

Многоступенчатая ракета

Современные ракеты летают по принципу, разработанному Циолковским. 

Труды Циолковского в огромной степени способствовали развитию ракетной и космической техники в Советском Союзе и за рубежом. За «Особые заслуги в области изобретений, имеющих огромное значение для экономической мощи и обороны СССР» Циолковский в 1932 г. был награждён Орденом Трудового Красного Знамени.

В 1929 году Циолковский издает новую книгу - «Космические ракетные поезда». «Ракетные поезда» Циолковского – это комплексы ракет, которые по мере отработки топлива сбрасываются на землю. Ученый предположил, что благодаря такому принципу к моменту отсоединения последней ракеты скорость поезда будет позволять ему унестись в космос. В 1935 году в своей работе «Наибольшая скорость ракеты» Константин Эдуардович доказал, что что при уровне технологии того времени достичь первой космической скорости (на Земле) можно только с помощью многоступенчатой ракеты. Это утверждение остается верным до сих пор, но проверить на практике теорию Циолковского смогли только в 1944 году, когда немцы запустили «Фау-2» - первый в истории предмет, совершивший суборбитальный космический полёт.

Космический лифт

Лифт, способный доставить человека в космос, придуманный Циолковским, сейчас разрабатывает NASA.

Лифт, с помощью которого можно попасть в космос, тоже идея Циолковского. Описание и проект такого устройства Константин Эдуардович изложил в своем труде 1895 года. По задумке ученого, космический лифт напоминал башню (к слову, Эйфелеву башню, которую построили в Париже уже после публикации проекта Циолковского). Башня должна была быть в 100 тысяч раз выше обычной – 35 тысяч километров, а ее верхушка бы двигалась со скоростью 11 километров в секунду. Позже такую скорость назвали второй космической, и теперь именно с ней летают межпланетные аппараты. И только в 2005 году NASA объявило конкурс на создание современного проекта космического лифта.

Вывод: К. Э. Циолковский оставил богатейшее научное наследие. Он стал одним из родоначальников современной космонавтики. Ему принадлежит первенство в изучении вопроса об искусственном спутнике Земли и его роли для народного хозяйства. Его идеи «космического поезда», теории реактивного движения и ракетодинамики, описание принципиальных конструкций ракетных двигателей, математические обоснования и расчеты легли в основу знаний и технологий, которые позволили человечеству выйти на орбиту Земли. Имя великого русского ученого известно во всем мире. Вся деятельность его - настоящий подвиг во славу своего народа, на благо всего человечества.

Принято решение: рассказать одноклассникам о К. Э. Циолковском, заинтересовать их, привлечь к изучению его жизни, открытий и вклада в освоение космоса.

Аналитико – оформительский этап

Задачи: оформление проекта «Он проложил дорогу в космос…»; оформление стенгазет, подготовка к публичной защите.

Принято решение: необходимо расширять осведомленность школьников о космосе и космических открытиях. Я предложила одноклассникам оформить стенгазеты о К. Э. Циолковском.

        Продуктом проекта стали стенгазеты, выполненные Шевцовой Марией, Ставпецкой Еленой, Маремуковым Кемраном. Из газет одноклассники узнали о жизни и научных открытиях К. Э. Циолковского, а также о космическом пространстве и космических телах.

        В классе была проведена предзащита моей работы. Ребята задавали вопросы, указали на слабые стороны, предложили выступить на научно-практической конференции перед учащимися начальных классов.

 Заключительный этап

Задачи: подготовка презентационных материалов; подготовка к защите: выступить в своём классе; представление проекта на научно-практической конференции; подведение итогов проектно – исследовательской деятельности.

После оформления проекта необходимо было подготовить выступление и презентацию для защиты, в которых отражено, на мой взгляд, самое необходимое.

Таким образом, проведя исследовательскую работу, я сделала следующие выводы:

1. Многие ученые и изобретатели считали и считают К.Э. Циолковского одним из самых гениальных ученых, стоящих у истоков науки о космосе.

2. Необходимо изучать его изобретения, так как многие его открытия и сейчас актуальны.

        3.Благодаря проведенной работе я много узнала о великом русском ученом, его открытиях, заинтересовала одноклассников.

В процессе выполнения проекта я научилась: проводить анкетирование и анализировать полученные результаты; работать с различными источниками информации. 

Мне было интересно изучить материал по теме из различных источников информации, делать предположения, выводы.

Заключение

Исследовав жизнь и научную деятельность К. Э. Циолковского я узнала, что это был великий ученый. Его работы, исследования, эксперименты лежат в основе ракетостроения и освоения космоса.  

Проектная деятельность осуществлялась по этапам:

Вводный этап был использован для погружения в проект: определения проблемы, цели, задач проекта, ознакомления с информацией по заинтересовавшей меня теме.

На поисково-исследовательском этапе работала с различными источниками информации и анализировала ее, систематизировала изученный материал, проводила анкетирование обучающихся.  Поэтому я решила, что необходимо расширять осведомленность школьников о космосе и космических открытиях. Я предложила одноклассникам оформить стенгазету о К. Э. Циолковском .

Аналитико-оформительский этап позволил   оформить стенгазеты о К. Э. Циолковском.

 На заключительном этапе была представлена данная работа для учащихся нашего класса. Ребята с интересом слушали, задавали вопросы. Было решено выступить на научно-практической конференции для учащихся начальных классов нашей школы, завершающей методическую неделю, которая состоится 10 декабря 2021 года.

В ходе исследования моя гипотеза подтвердилась. Если мы расширим круг знаний учащихся о К. Э.  Циолковском, то их заинтересуют его открытия.

Возможно, кто-то из ребят выберет для себя профессию, связанную с космосом.

Список использованных источников

1. Константин Циолковский [Текст] // Рыжов, К. Сто великих Россиян / К. Рыжов. – М.: ВЕЧЕ, 2000. – С. 598-602.
2. Константин Эдуардович Циолковский (1857-1935) [Текст] // Самин, Д.К Сто великих ученых / Д.К. Самин. – М.: ВЕЧЕ, 2000. – С. 400-405.
3. Космодемьянский, А.А. К.Э. Циолковский: Пособие для учащихся [Текст] / А.А. Космодемьянский. – М.: Просвещение, 1980. – 144 с.
4. Ракета. Изобретатель: К. Э. Циолковский (1857-1935) [Текст] // Сто великих русских изобретений. – М.: ВЕЧЕ, 2010. – С. 207-211.
5. Циолковский К. Э. – разумные силы Вселенной [Текст] //Попович, М. Л. Магия неба / М.Л. Попович. – М.: Московские учебники, 2007. – С. 202-205.
6. Циолковский Константин Эдуардович [Текст] // Большая советская энциклопедия. Т. 28 / Гл. ред. А.М. Прохоров. – М.: Советская энциклопедия, 1978. – С. 575-576.
7. Циолковский, К.Э. Вне Земли: Научно-фантастическая повесть [Текст] / К.Э. Циолковский // Советская фантастика 20-40-х годов / Сост., вст. ст. и комм. Д. Зиберова.