Кинетическая обучающая проун-модель «Физика»

Актуальность

По мнению автора, физика – один из самых сложных предметов в школе. В современном мире эта наука является фундаментом для инноваций. Знакомство с физикой возможно в начальной школе, если её основные понятия, явления и законы представить детям в игровой, интерактивной и визуально привлекательной форме. Найти такую форму помогает искусство, изучение которого влияет на развитие вкуса и объёмно-пространственного мышления.

Одно из направлений в русском авангардном искусстве ХХ века – супрематизм. Геометрия, цвет, движение – так представляли новый мир Казимир Малевич и его ученик Эль Лисицкий. Произведения этих художников-экспериментаторов повлияли на современное искусство и архитектуру, они известны во всём мире. Проуны Эль Лисицкого в динамичных, ярких абстрактных композициях соединяют техническое конструирование и живопись.

Проект «Кинетическая обучающая проун-модель «Физика» в понятной, адаптированной для детей форме демонстрирует некоторые понятия и законы физики, сочетая техническое творчество и дизайн.

Объёмный макет – куб с подвижными деталями в стиле «супрематизм» – будет прекрасной возможностью для детей начальной школы увидеть некоторые физические явления в действии. Проект поможет развитию инженерного мышления у детей, интереса к наукам и искусству, игровой и познавательной активности во внеурочное время.

Цель

Разработать и сконструировать интерактивный макет (кинетическую обучающую проун-модель) для демонстрации детям 6–11 лет и игрового освоения 10 физических понятий, явлений и законов, а также знакомства со стилем «супрематизм», выражающем динамику в простых геометрических формах.

Задачи

1.         Анализ мирового опыта интерактивных научных музеев.

2.         Изучение авангардного русского искусства ХХ века и творчества Эля Лисицкого.

3.         Разработка дизайна макета «Физика».

4.         Разработка конструктивного решения макета.

5.         Изготовление кинетической обучающей проун-модели «Физика».

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Компьютер с установленным программным обеспечением
• Столярный станок

Описание

Знакомство учеников младших классов с науками в интерактивном формате возможно не только в крупных музеях, но и в школах. Предлагалось компактно и технологично решить задачу по совмещению в одной модели нескольких подвижных элементов, демонстрирующих некоторые понятия, явления и законы физики.

Найти оптимальную форму и дизайнерское решение авторам помогло изучение искусства.

Этапы работы

1. Супрематические композиции-проуны Эля Лисицкого и его подход к творческому процессу помогли найти форму для пространственного воплощения идеи проекта.
2. Выбраны физические понятия, явления и законы для демонстрации в макете.
3. Сделаны эскизы.
4. Разработан макет в масштабе 1:2; выбран материал – гофрокартон.
5. Построена объёмная цветная модель в программе Autodesk Inventor.
6. Подобраны материалы и игровые элементы для изготовления макета.
7. Протестированы интерактивные детали.
8. Изготовлен макет 60 х 60 х 60 см по чертежам, куб окрашен, закреплены все элементы.

Все фрагменты образуют единую композицию и могут независимо приводиться в движение.

Каркас куба выполнен из дерева, толщина каркаса – 4 см, сечение «уголок», окрашен снаружи в чёрный цвет. Несущие конструктивные детали изготовлены из фанеры толщиной 3 мм, окрашены в соответствии с принятым колористическим решением акриловыми красками и крепятся к каркасу. На них подвешены, закреплены на осях или приклеены десять подвижных элементов.

Понятие «импульс» демонстрируется «маятником Ньютона», последний шар которого, приведённый в движение, ударяется о металлический диск-гонг и производит звуковую волну. «Башня разноцветных жидкостей», которую можно перевернуть, знакомит учащихся с понятием «плотность». Треугольные призмы позволяют создать радугу и увидеть явление «дисперсия света». Плоские линзы предназначены для оптических экспериментов. Двойной конус из дерева катится по наклонным направляющим вверх – это загадочное явление знакомит детей с понятием «центр тяжести». На примере прозрачного шара, наполненного плазмой, можно увидеть четвёртое агрегатное состояние вещества. Раздел «Механика» представлен блоком для подъёма конуса. Скорость вращения можно исследовать при помощи вращающихся шестерёнок разного диаметра. Красочная инструкция прилагается к модели.

Результаты работы/выводы

1.         Анализ мирового опыта – интерактивных научных музеев – показал, что для научного познания детям необходима игровая интерактивная форма, кроме того, актуален синтез науки и искусств.

2.         Идеи авангардного русского искусства ХХ века, в особенности творчество Эля Лисицкого, представляют большую культурную ценность и могут стать основой для творческих экспериментов.

3.         Разработан дизайн макета «Физика» для демонстрации десяти физических понятий, явлений и законов (стиль – супрематизм, прототип – проуны).

4.         Принятое конструктивное решение обеспечивает кинетические свойства модели – все элементы подвижны и независимы.

5.         Изготовлена кинетическая обучающая проун-модель «Физика» в натуральную величину размером 60 х 60 х 60 см.

Перспективы использования результатов работы

Кинетическая обучающая проун-модель «Физика» может применяться в школах для знакомства учеников младших классов с наукой «Физика» и авангардным искусством как в самостоятельном режиме, так и на уроках.

Возможна разработка подобных обучающих модулей для других научных областей.