План-конспект урока по технологии. 6 класс.

Тема: Космические технологии.

Цели:

1. Познакомиться с космическими технологиями, применяемыми в нашей жизни
2. Познакомиться с необычными идеями будущего
3. Попробовать создать свои космические технологии

Методическое обеспечение и методические материалы: Работы детей из методического фонда, слайды, презентация.

Тип занятия: комбинированный.

Вид урока: урок усвоения нового материала (открытия нового знания).

Формы работы: индивидуальная, групповая, фронтальная.

Межпредметные связи: астрономия.

Продолжительность занятия 45 минут.

План проведения занятия.

1.Организационный этап:

Приветствие детей на занятии.                                                   2 мин.

2. Подготовительный этап:

Повторение техники безопасности, групповая работа             8 мин.

3. Основной этап:

Изучение нового материала.                                                        10 мин.

Практическое занятие  (с учетом физ. Минутки (2 мин.))        15 мин.  

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        4. Итоговый этап:                                                                        10 мин.

Обобщение по пройденному материалу.                                    

Презентация работ.

Оценка педагога.                                                                          

Рефлексия.                                                                                    

ХОД ЗАНЯТИЯ.

1. Организационный этап. (2мин).

Здравствуйте! Я рада вас снова видеть . Моими помощниками сегодня будут (назначение дежурных). Мы с вами живем в удивительное время! Вы знаете, что в современном мире существует множество технологий. А сегодня мы поговорим про космические технологии!

Космическая индустрия кажется нам чем-то далеким и неприступным, но большинство людей и не подозревают, что ежедневно сталкиваются с “космическими” технологиями. Конечно, никто не даст простому человеку доступ к самым современным разработкам, но многие инновации прошлых лет рано или поздно начинают использоваться в бытовых вещах, которыми мы пользуемся по нескольку раз в день

2. Подготовительный этап. (8 мин)

1. Сегодня мы будем работать ножницами. Поэтому давайте повторим технику безопасности при работе с колюще режущими предметами.

2. Сейчас я предлагаю вам разделиться на 3 группы.  Для этого вы вытащите карточки с названием планет и попробуете понять, в какую группу вы должны попасть. На это у вас 1 минута.

(Раздаем 3 группам учащихся по 1 предмету (сковорода с тефлоновым покрытием, подушка с эффектом памяти, застежка липучка). Просим их подумать, как эти предметы можно использовать в космосе.)

3. Основной этап.

Изучение нового материала. (10 мин.)

Миссия таких корпораций как РОСКОСМОС и агентств, вроде НАСА, – космические путешествия, исследования и изучение, некоторые из их изобретений стали неотъемлемой частью нашего быта. Большинство из нас не попадет в космос в течение своей жизни и не узнает, каково это – покинуть Землю ради Вселенной , но отрасль в буквальном смысле может прикоснуться к нам.

В преддверии дня Космонавтики 12 апреля давайте рассмотрим современные космические технологии, пришедших в нашу жизнь прямиком из космоса.

1. Пеноматериал с памятью формы

Специалисты космической отрасли разработали полиуретан - силиконовый пластик для изготовления сидений, снижающих нагрузку на тело космонавта при посадке. Этот материал равномерно распределяет вес и давление, с легкостью поглощает удары и восстанавливает первоначальную форму даже после сжатия в несколько раз. Сегодня он используется, в основном, для производства матрасов.

2. Беспроводные электроинструменты

Представьте следующую ситуацию: вы высадились на Луну, чтобы взять пробы грунта, но к чему подключить сверлильный аппарат? Протянуть удлинитель побольше? Сомнительная затея. Чтобы избежать подобного конфуза создали дрель с мотором на базе электромагнита, позволяющего инструменту работать максимально долго на одном заряде аккумулятора. Рабочие со всего мира и по сей день благодарны космической индустрии за это изобретение. К слову, так появились и портативные вакуумные пылесосы.

3. Тефлон

Тефлон был открыт еще в 1938, но лишь начав применять его в качестве теплоизоляции космических кораблей, люди поняли насколько полезным может быть этот материал в повседневной жизни – например, благодаря своим антипригарным свойствам он отлично подходит для производства сковородок. Одним из главных преимуществ тефлона стал низкий коэффициент трения, что сделало тефлон одним из главных компонентов подшипников, прокладок, изоляции электрических схем космических кораблей и даже искусственных суставов. Ткани с тефлоновым слоем широко используются для покрытия нефтепроводов и крыш стадионов.

4. Цифровые датчики изображений

Именно НАСА интегрировало цифровые датчики изображения, чипы, в ваш смартфон, GoPro и цифровую зеркальную фотокамеру. В середине 1990-х годов в Лаборатории реактивного движения в Пасадене, Калифорния, ученые открыли технологию создания особых датчиков. Они потребляли мало энергии, и их было легче производить в массовом порядке, чем позволяли технологии того времени. Эта технология была создана в целях уменьшения размеров камер для межпланетных полетов беспилотных аппаратов. Эти же датчики позволили уменьшить и различные оптические медицинские приборы.

5. Антиобледенительные системы

Инженеры долгие годы боролись с проблемой обледенения крыльев и двигателей летательных аппаратов. Сегодня же их находка не только является неотъемлемой частью авиационной промышленности, но и защищает железнодорожные пути.

6. Линзы с защитой от царапин и УФ-излучения

Многочисленные частички пыли, витающие в космическом пространстве, без труда могут повредить скафандр, ухудшив обзор, или, что еще хуже, пробить отверстие в стекле, вызвав разгерметизацию скафандра. Это обстоятельство вынудило инженеров космической индустрии разработать устойчивое к повреждениям стекло, которое теперь используется во множестве обычных очков. Также в 1980-х ученые задались вопросом защиты глаз космонавтов от вредного ультрафиолетового света. С этой целью в скафандры начали устанавливать стекла, защищающие от УФ-лучей, технологию тут же взяли на вооружение модницы по всему миру, которым ранее приходилось довольствоваться только пластиковыми солнцезащитными очками. В современных скафандрах применяются стекла, не только защищающие от солнечных лучей, но и улучшающие цветопередачу. На земле солнцезащитные стекла получили еще большее распространение: их можно встретить во все большем количестве очков, лыжных масках, телескопах и защитных масках для сварки.

7. Застежки “липучки” и “молнии”

Как и тефлон, эти незаменимые в быту вещи были изобретены довольно давно – в 1914 1948 годах соответственно, — но широкое распространение они получили только после того, как попали в космическую индустрию. Сперва астронавты обнаружили, что такие застежки имеют компактные размеры и помогают быстро и надежно застегивать далеко не самую удобную космическую одежду. Затем на это изобретение обратили внимание лыжники, чьи костюмы довольно похожи на те, что находятся под скафандром у космонавтов, а уж потом очередь дошла и до обычных людей.

8. Фильтры для водопроводной воды

Сегодня трудно найти дом, в котором не было бы фильтра для очистки воды, но если у нас с вами еще есть возможность найти другой источник чистой питьевой воды, то обитателям космических кораблей для этого приходится прибегать к помощи сложных очистительных систем, позволяющих повторно использовать жидкости без вреда для здоровья.

9. Детекторы дыма

Даже небольшой пожар в большом здании очень опасен. Что уж говорить о возгорании в условиях весьма ограниченного пространства космического корабля, когда снаружи только холодный безжизненный космос и вам некуда убежать. Проблема очевидна, поэтому впервые настраиваемые (во избежание ложных срабатываний) датчики задымления применялись достаточно давно – еще на первой американской космической станции “Скайлэб”, запущенной в 1970. Затем датчики дыма стали появляться в обычных зданиях и стали обязательной частью любого общественного заведения.

10. Колесо с гибкими элементами

Проект лунохода NASA был бы неосуществим без колес, способных противостоять любым погодным условиям, экстремальным температурам, проколам и механическим повреждениям. В одиночку создать такие колеса аэрокосмическое агентство США не могло, поэтому на помощь пришел мировой лидер в производстве автомобильных покрышек, Michelin. В результате появилисьTweel – покрышки, не нуждающиеся в воздухе. Теперь же Tweel устанавливаются не только на космические аппараты, но и на сельскохозяйственную технику и обычные автомобили.

11. Геолокационные сервисы

Жизнь современного автомобилиста сложно представить без GPS-навигации, уже никто не удивляется тому, что для нахождения нужной точки на карте необходимо просто сказать смартфону адрес точки назначения. Искусственные спутники начали запускать задолго до первого полета человека в космос. Идея спутниковой навигации родилась в 50-е годы, когда американские ученые, наблюдавшие сигнал от советского спутника, заметили, что благодаря эффекту Доплера частота принимаемого сигнала увеличивается при приближении спутника и уменьшается при его отдалении. Таким образом, зная свои точные координаты на Земле становилось возможным измерить скорость и расположение спутника, и наоборот, зная местоположение спутника, можно узнать скорость и координаты того или иного объекта на Земле. Этот принцип и лег в основу современных GPS-приемников.

12. Телескопические подъемники

Эти механизмы спасли тысячи жизней на Земле, хотя изначально они разрабатывались для строительства крупных ракет носителей. Благодаря телескопическим подъемникам пожарные по всему миру могут добраться до верхних этажей многих зданий с высотой до 55-60 метров. Так называемые “машины-вышки” используются еще и для прокладки кабелей, подъема малогабаритных грузов, ремонтных и покрасочных работ.

Конечно, это далеко не все изобретения, которые сперва продемонстрировали свои возможности в космосе, а уже потом пришли в нашу жизнь. Существуют еще десятки менее заметных технологических (и не очень) новшеств, ежедневно упрощающих наш быт. Это и стандарты организации хранения пищевых продуктов, и улучшенные смеси детского питания, и портативные медицинские термометры, и много других замечательных вещей, без которых многие люди сегодня просто не могут представить свое существование. К счастью, космическая отрасль развивается, все новые и новые устройства перестают быть узкоспециализированными приспособлениями, а благодаря усилиям таких компаний как SpaceX, открывающих свои патенты для всех желающих, в скором времени у нас могут появиться вещи, о которых мы раньше и мечтать не могли – к примеру, это могут быть относительно доступные реактивные ранцы, аккумуляторы нового типа либо что-то еще.

Интересные и необычные космические технологии и идеи будущего.

Мы познакомились с уже существующими технологиями, но будущее сферы космических технологий обещает быть настолько интересным, что очень хотелось бы верить в то, что все мы сможем дожить хотя бы до начала реализации тех идей и миссий, о которых сегодня поговорим. Некоторые представленные здесь концепты выглядят как вполне логичный шаг развития в правильном направлении, другие же кажутся совершенно безумными и даже самоубийственными идеями. Однако и у первых, и у вторых есть реальный шанс.

Магнитный космический поезд Startram

Проект предложенной системы космических запусков Startram, обещает возможность доставки на орбиту грузов весом до 300 000 тонн с очень демократичной ценой

Проект Startram предлагает решение этого вопроса путем строительства длинного навесного вакуумного тоннеля на высоте около 20 километров. На такой высоте сопротивление воздуха становится менее выраженным, что позволит производить космические запуски на гораздо более высоких скоростях и с гораздо меньшим сопротивлением. Космические аппараты в буквальном смысле будут выстреливаться в космос, без необходимости в преодолении атмосферы. Строительство такой системы потребует около 20 лет работы и инвестиций на общую сумму в 60 миллиардов долларов.

Ловец астероидов

Среди любителей научной фантастики в свое время жарко горели споры об антинаучном способе и явно недооцененной сложности посадки на астероид, показанной в знаменитом американском фантастическом триллере «Армагеддон». Даже в NASA как-то отметили, что нашли бы вариант получше (и реальней), чтобы попробовать спасти Землю от неминуемой гибели. Более того, аэрокосмическое агентство недавно выделило грант на разработку и строительство «ловца комет и астероидов». Космический аппарат специальным мощным гарпуном будет цепляться к выбранному космическому объекту и за счет силы своих двигателей оттягивать эти объекты от опасной траектории сближения с Землей.

Кроме того, аппарат можно будет использовать для ловли астероидов с прицелом дальнейшей добычи полезных ископаемых на них. Космический объект будет притягиваться гарпуном и отводиться в нужное место, например, на орбиту Марса или Луны, где будут располагаться орбитальные или наземные базы. После чего к астероиду будут отправляться группы добычи.

Технологии Honeybee Robotics

Небольшая западная частная компания Honeybee Robotics, занимающаяся разработкой и производством различных космических технологий, недавно получила от аэрокосмического агентства NASA заказ на проведение двух новых технологических разработок для космической программы Asteroid Redirect System. Основная цель программы заключается в изучении астероидов и поиске способов борьбы с возможными угрозами их столкновения с Землей в будущем. Помимо этого, компания занимается разработкой и других не менее интересных вещей.

Например, одной из таких разработок является космическая пушка, которая будет выпускать по астероидам специальные снаряды и отстреливать куски от космического объекта. Отстрелив таким образом кусочек астероида, специальный космический аппарат поймает его своими роботизированными клешнями и переправит на лунную орбиту, где исследованием его структуры ученые смогут заняться уже более подробно. NASA планирует испытать это устройство на одном из трех астероидов: Итокава, Бенну или 2008 EV5.

Второй разработкой является так называемый космический нанобур для сбора образцов грунта с астероидов. Вес бура составляет всего 1 килограмм, а по размерам он чуть больше среднестатистического смартфона. Бур будет использоваться либо роботами, либо астронавтами. С помощью него будет производиться забор необходимого количества грунта для его дальнейшего анализа.

Марсианский форпост

Открывающиеся перспективы будущих полетов на Марс и Европу грандиозны. В NASA верят, что если им не помешают никакие мировые катаклизмы и падения убийственных астероидов, то агентство отправит человека на марсианскую поверхность в течение ближайших двух десятилетий. В NASA даже уже успели представить концепт будущего марсианского форпоста, строительство которого планируется начать где-то в конце 2030-х годов.

Радиус планируемой исследовательской области будет составлять около 100 километров. Здесь будут располагаться жилые модули, научные комплексы, стоянка марсианских роверов, а также горно-шахтное оборудование для команды из четырех человек. Энергия для комплекса частично будет добываться благодаря нескольким компактным ядерным ректорам. Кроме этого, электричество будут добывать солнечные панели, которые, конечно же, будут становиться малоэффективными на случай марсианских песчаных бурь (отсюда и необходимость в компактных реакторах).

Со временем в этой области поселится множество научных команд, которым придется самостоятельно выращивать пищу, собирать марсианскую воду и даже создавать на месте ракетное топливо для полетов обратно на Землю. К счастью, множество полезных и необходимых материалов для строительства марсианской базы содержится прямо в марсианском грунте, поэтому везти некоторые вещи для основания первой марсианской колонии не придется.

Ровер NASA ATHLETE

Ровер ATHLETE (All-Terrain Hex-Limbed Extraterrestrial Explorer), похожий на паука, однажды займется колонизацией Луны. Благодаря своей особой подвеске, состоящей из шести независимых ног, способных поворачиваться во все стороны, ровер может передвигаться по грунту любой сложности. При этом наличие колес позволяет ему быстрее двигаться по более ровной поверхности.

Этот гексопод может оснащаться самым разным научным и рабочим оборудованием и при необходимости легко справляется с ролью передвижного крана. На фотографии выше, например, на ATHLETE установлен жилой модуль. Другими словами, ровер можно еще и использовать в качестве передвижного дома. Высота ATHLETE составляет около 4 метров. При этом он способен поднимать и перевозить объекты весом до 400 килограммов. И это при земной гравитации!

Самое важное преимущество ATHLETE заключается в подвеске, которая наделяет его невероятной подвижностью и способностью выполнять сложную работу по доставке тяжелых объектов, в отличие от неподвижных посадочных модулей, которые использовались в прошлом и используются сейчас. Одним из вариантов использования ATHLETE является и 3D-печать. Установка на него 3D-принтера позволит использовать ровер в качестве мобильного печатного оборудования лунных жилищ.

3D-напечатанные марсианские дома

Чтобы приблизить момент начала подготовки полета человека на Марс, NASA организовало архитектурный конкурс, задачей которого является разработка и спонсирование технологий 3D-печати, которые позволят методом трехмерной печати строить марсианские дома.

Единственное условие конкурса заключалось в использовании материалов, которые широко доступны для добычи на Марсе. Победителями стали две дизайнерские компании из Нью-Йорка, Team Space Exploration Architecture и Clouds Architecture Office, предложившие свой концепт марсианского дома ICE HOUSE. В качестве основы концепт предлагает использование льда (отсюда и название). Строительство зданий будет производиться в ледяных зонах Марса, куда будут отправляться посадочные модули, загруженные множеством компактных роботов, которые будут собирать грязь и лед для возведения сооружений вокруг этих модулей.

Стенки сооружений будут выполнены из смеси воды, геля и кремнезема. Как только материал замерзнет благодаря низким температурам на поверхности Марса, получится весьма себе подходящее для жилища помещение с двойными стенками. Первая стенка будет состоять из ледяной смеси и предоставлять дополнительную защиту от радиации, роль второй стенки будет выполнять сам модуль.

Проект «Objective Europa»

Проект «Objective Europa» является самой сумасшедшей из когда-либо предложенных идей космических исследований. Его главной целью является отправка человека на Европу, одну из лун Юпитера, на борту специальной субмарины, благодаря которой будет производиться поиск возможной жизни в подледном океане спутника.

Безумства данному проекту добавляет еще и тот факт, что эта миссия в один конец. Любому астронавту, который решит отправиться на Европу, фактически придется согласиться пожертвовать своей жизнью во благо науки, получив при этом возможность ответить на самый сокровенный вопрос современной астрономии: есть ли в космосе жизнь, помимо земной?

Физминутка. На луне жил звездочет - (смотрят в телескоп) Он планетам вел учет: (считают планеты указательным пальцем) Меркурий – раз, (Описать круг рукой) Венера – два (хлопок) Три – Земля, четыре – Марс, (присесть) Пять – Юпитер, шесть – Сатурн, (наклоны вправо – влево) Семь – Уран, восемь – Нептун, (наклоны вперед – назад) Девять – дальше всех – Плутон, (прыжок) Кто не видит – выйди вон! (развести руки в стороны).

Практическое занятие. (15 мин.)

Сейчас я предлагаю вам придумать и изготовить модель оригинальных будущих космических технологий из газет, фольги и других материалов.

Требования:

1. Новизна                                                   3. Аккуратность
2. Функциональность                                 4. Актуальность

3. Итоговый этап: 10 мин.

Предлагаю вам представить свою модель, рассказать для чего она.

Презентация детей.

Рефлексия учебной деятельности на уроке.

1. - Что у вас получилось на уроке?
2. - В чем вы испытывали трудности?
3. - Где будем применять изделие?
4. Рефлексируют собственную учебную деятельность на уроке.