В этом году исполнилось 55 лет со дня первого полёта человека в космос. Его совершил 12 апреля 1961 года гражданин нашей страны – Юрий Гагарин. Сегодня особенно важно, чтобы нынешние школьники знали историю своей страны, помнили о роли наших соотечественников в освоении космоса и городились их достижениями. К этому знаменательному событию мы с моим школьным учителем решили подготовить проект космической тематики, который бы в интересной форме рассказал учащимся об истории освоения космоса.
Я хожу в Клуб образовательной робототехники «Роботрек», где мы с ребятами учимся создавать различные модели роботов, программируем их, заставляя двигаться согласно заданию.
Именно поэтому у меня возникла идея при поддержке руководителя и преподавателей клуба и с использованием программируемого робо-конструктора HunaRobo MRT3 Stem Class создать интерактивную модель для проекта.
На выбор прототипа модели меня и моих научных руководителей вдохновил Государственный музей истории космонавтики имени К.Э. Циолковского, в котором я часто бывал с родителями и классом. Еще я люблю бывать в планетарии музея, где показывают увлекательные и познавательные программы для детей и взрослых. Последний раз я был здесь с родителями 13 марта этого года на интересной программе, посвященной Всемирному дню планетариев, узнал много нового и поучаствовал в астрономической викторине.
Мне с детства нравился один из главных экспонатов музея – трехступенчатая ракета-носитель «Восток», которая разместилась под открытым небом недалеко от музея
Поэтому было решено его использовать в качестве образца для интерактивной модели нашего проекта.
В своей работе мы ставим проблему о том, как привлечь внимание школьников к изучению истории освоения космоса на уроках и во внеурочное время, используя практическую деятельность – работу с конструкторами нового поколения с целью создания интерактивных моделей.
Цель работы. Формирование у школьников интереса к истории освоения космического пространства с использованием интерактивных моделей на уроках и во внеурочной деятельности.
Задачи работы:
1. Собрать материал о ракетоносителе «Восток, являющимся образцом для создания модели.
2. Создать интерактивную модель для проведения демонстрации.
3. Принять участие в подготовке и проведении урока по учебному предмету «Окружающий мир» по теме «Способы изучения космических тел» (УМК «Гармония», 4 класс) с демонстрацией работы интерактивной модели.
4. Провести анкетирование учащихся «Твои впечатления от урока».
5. На основе полученных результатов сделать выводы.
Объект исследования. История освоения космоса.
Предмет исследования. Применение в образовании интерактивных моделей космической тематики, созданных из конструкторов нового поколения – программируемого робо-конструктора HunaRobo MRT3.
Методы исследования:
• экскурсии в Государственного музея истории космонавтики;
• анализ информации из различных источников;
• конструирование и программирование интерактивной модели;
• проведение опроса с использованием анкеты, составленной автором.
Актуальность. Сегодня как никогда становится актуальной проблема привлечения внимания школьников к истории нашей страны, ее достижениям. Поэтому наш проект, рассказывающий в современной и интересной форме об истории освоения космического пространства, несомненно заинтересует детей и акцентирует их внимание на этом важном для всего человечества событии.
Практическая значимость:
1. Продукт данного проекта (интерактивная модель) может использоваться для демонстрации на уроках и во внеурочной деятельности.
2. Освоение навыков конструирования, программирования и проектной деятельности.
Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского
О музее
Инициатива создания музея космонавтики в Калуге принадлежала выдающимся ученым современности: С.П. Королеву, А.Н.Туполеву, А.А.Благонравову, И.П.Бардину, Л.И.Седову и др.
В Калуге каждый школьник знает, что в нашем городе прожил свои последние годы пионер космонавтики Константин Эдуардович Циолковский. Судьба Циолковского удивительна – он был простым школьным учителем, но вместе с тем “безумным мечтателем”, философом и гениальным ученым – автором брошюр о теории космических путешествий, поставившим опыты на веранде своего дома и крыше сарая.
Еще в конце 50-х годов 20 века командиры ракетных институтов Советского Союза устроили во дворе дома покойного учителя выставку космических артефактов, для того, чтобы показать всему миру, что в основе советских космических прорывов лежит учения калужского учителя, проводившего свои опыты задолго до появления иностранных трофейных технологий.
Позже было принято решение о создании в Калуге музея, который бы отражал в будущем всю динамику освоения космического пространства. Таким образом, 3 октября 1967 года, в честь 10–летия запуска первого искусственного спутника, летчиком-космонавтом Андрияном Николаевым (Приложение 1, рис.1) был открыт Государственный музей истории космонавтики имени К.Э. Циолковского. Примечательно, что первый камень в основание здания музея заложил Юрий Гагарин, кинув на счастье пятак под фундамент 13 июня 1961 года, во время первого своего визита в Калугу, (Приложение 1, рис. 2).
Приложение 1
Рис. 1. Открытие Государственного музея истории космонавтики в Калуге 3 октября 1967 года. В центре – летчик-космонавт СССР Андриян Николаев
Рис. 2. Закладка первого камня музея Юрием Гагариным 13 июня 1961 года
Рис. 3. Доставка нового экспоната – Космического корабля (КК) «Федерация»
Рис. 4. Зал калужского планетария с последней моделью аппарата Skymaster ZKP4 с полнокупольной проекционной системой Spacegate фирмы «Карл Цейс», состоящей из пяти цифровых независимых проекторов
Рис. 5. Наружная экспозиция и здание Калужского Государственного музея истории космонавтики
Рис. 6. Ракетоноситель «Восток» на железнодорожном установщике
Приложение 2
Рис. 1. Программируемый робо-конструктор HunaRobo MRT Stem Class
Рис. 2. Графическая среда программирования (программное обеспечение MRT V.1.2)
Рис. 3. Макет интерактивной модели ракетоносителя «Восток»
Рис. 4. Этапы сборки модели ракетоносителя «Восток»
Приложение 3
Анкета «Твои впечатления от урока»
1. Интересует ли тебя тема космоса и бывал ли в Государственном музее истории космонавтики им. К.Э. Циолковского (в каких его отделах)?
2. Узнал ли ты что-нибудь новое из рассказа об истории музея и его экспозиции?
3. Понравилось ли тебе наблюдать за работой интерактивной модели?
4. Хотел бы ты создать такие или подобные модели космической тематики своими руками и какие?
5. Планируешь ли ты в ближайшее время отправиться в музей космонавтики, чтобы более подробно узнать о представленных сегодня моделях и найти идеи для создания собственных?
Приложение 4
В настоящее время музей включает в себя несколько отделов:
1. Планетарий;
2. Мемориальный Дом-музей К.Э. Циолковского;
3. Музей-квартира К.Э. Циолковского;
4. Дом-музей А.Д. Чижевского.
Экспозиции музея раскрывают историю воздухоплавания, авиации, ракетно-космической техники. Исчерпывающим образом представлено научное наследие Константина Эдуардовича Циолковского, основоположника теоретической космонавтики, крупного изобретателя, автора трудов по философии и социологии. Представлены образы техники будущего (самолёт, дирижабль, ракета, эфирные поселения), обоснованные учёным.
В залах музея можно познакомиться с отечественной историей практической космонавтики, от первого искусственного спутника Земли до современных долговременных орбитальных станций. Это история становления ракетной техники в СССР, начиная с 1920-х годов, деятельность выдающихся главных конструкторов (С.П. Королёва, В.П. Глушко, В.Н. Челомея, С.А. Косберга, Г.Н. Бабакина, А.М. Исаева и других). Это исследование Луны и планет Солнечной системы с помощью автоматических межпланетных станций. Это пилотируемая космонавтика от «Востока» до «Бурана». Это история ракетоносителей и коллекция ракетных двигателей.
В музее находится макет базового блока орбитальной станции «Мир», открытый для посещения.
С 2014 года ведется строительство второй очереди музея – нового современного здания, которое позволит предположительно в декабре 2016 года увеличить выставочные площади музея в пять раз. Экспозиции музея постоянно обновляются новыми интересными предметами. Так, например, 2 марта в Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского был доставлен еще один крупный и не совсем обычный экспонат – макет космического корабля будущего. Макет музею предоставила РКК «Энергия», разработчик нового корабля (Приложение 1, рис. 3).
Космический корабль (КК) «Федерация» – многоместный пилотируемый транспортный корабль Российской Федерации, который должен прийти на смену пилотируемым кораблям серии «Союз» и автоматическим грузовым кораблям серии «Прогресс». Он предназначен для доставки людей и грузов к Луне и на орбитальные станции, находящиеся на околоземной орбите.
Планетарий
С южной стороны здания музея космонавтики в его корпус врезан алюминиевый эллипсоид планетария, придающий архитектурному облику музея особую динамичность.
В специальном круглом зале планетария установлено 100 мягких уютных кресел, подвижные глобусы Марса, Земли, Луны и звездного неба (Приложение 1, рис.4).
Под 10-метровым куполом-экраном установлен специальный проектор звездного неба – «Планетарий».
В октябре 1967 года калужский планетарий гостеприимно распахнул свои двери первым посетителям. В центре зала на специальном подъемнике был установлен единственный в стране планетарий «Венера» японской фирмы «ГОТО». С течением времени менялось оборудование, и через 20 лет на смену японскому планетарию пришел немецкий планетарий «Средний Цейс», изготовленный немецкой фирмой «Карл Цейс». С его помощью демонстрировалось множество программ для детей и взрослых, которые хорошо знакомы калужанам. Но данный аппарат полностью исчерпал свои возможности. Сейчас в зале планетария установлена последняя модель аппарата Skymaster ZKP4 с полнокупольной проекционной системой Spacegate фирмы «Карл Цейс», состоящей из пяти цифровых независимых проекторов. Совместная система управления позволяет плавно переходить от аналоговой проекции к цифровой во время сеанса, оптимально используя преимущества обеих систем.
Это первый в России планетарий с совмещенной оптико-механической и цифровой проекцией, дающей неповторимый эффект присутствия зрителей в космосе. Новая система даёт объемную проекцию изображения на весь купол. На искусственном небосводе воспроизводятся фигуры созвездий; среди звезд движется комета, проносятся метеоры. Аппарат «планетарий» проецирует Солнце, Луну, планеты, даёт возможность посмотреть на нашу Солнечную систему со стороны. Можно воспроизвести любое действительное затмение Солнца и Луны. В планетарии вы сможете полюбоваться видом Земли из космоса, очень быстро оказаться на Луне или Марсе, полюбоваться панорамой Северного полюса и тропиков. Функций у нового аппарата по сравнению со старым стало намного больше.
Торжественное открытие обновлённого планетария состоялось 5 марта 2009 года.
Ракета-носитель «Восток»
Наружная экспозиция Калужского Государственного музея истории космонавтики состоит из нескольких экспонатов, главным из которых является ракетоноситель «Восток» (Приложение 1, рис. 5). Это подлинный трёхступенчатый ракетно-космический комплекс для запуска космических кораблей. Высота ракетоносителя «Восток» – 38 метров, вес 144 тонны, мощность двигателя равна 20 миллионам лошадиных сил. Использовалась в космонавтике с 1958 по 1991 годы.
За её основу была взята сконструированная для доставки ядерных боеголовок межконтинентальная ракета (МР) Р-7.
После ее модернизации и родился «Восток»: ракета-носитель и одноименный пилотируемый аппарат.
Первый макет ракеты «Восток» в его подлинном виде впервые представили на ВДНХ 30 апреля 1965г.
Калужский «Восток» – не просто точная копия, это ракета-дублер к полету Гагарина, она стояла в апреле 1961 года на стартовой площадке Байконура и готовилась в случае нештатной ситуации к полету. Специалисты объясняли, что если этот экспонат заполнить приборами и горючим, то он может поднять в космос любого из желающих испытать рабочие качества нашего «Востока».
И хотя наша ракета так и не побывала в космосе, она обошла с выставками почти весь мир: её демонстрировали на авиасалоне Ле Бурже в Париже, Риме, Турине, Бухаресте, Будапеште, Праге, Монреале. И только после этого ракета оказалась в Калуге.
В 1972 году возле Государственного музея истории космонавтики им. К.Э. Циолковского образовался своего рода монтажный цех. Специалисты под руководством Виталия Сергеевича Тимченко собрали ракету и со стапелей осторожно перенесли на железнодорожный установщик (Приложение 1, рис. 6). К тому времени к будущему постаменту уже был сооружён стометровый участок железной дороги с небольшим набором высоты.
21 июня свершилось чудо: ракета приняла вертикальное рабочее положение, взметнувшись на высоту тридцати восьми метров!
Сейчас ракета приняла горизонтальное положение и ожидает ремонта.
Создание интерактивной модели
Технические характеристики конструктора, используемого для создания интерактивной моделеи
Интерактивная модель создана на основе программируемого робо-конструктора HunaRobo MRT3 Stem Class (Приложение 2, рис. 1). Он позволяет конструировать различные модели роботов и программировать их. В состав конструктора входят детали, электронные элементы: датчики, моторы, пульт управления, программируемая и непрограммируемая материнские платы. Программирование роботов осуществляется с помощью простой графической среды программирования (программное обеспечение MRT V.1.2) (Приложение 2, рис. 2). Представленная интерактивная модель создана из основных деталей конструктора и запрограммирована в соответствии с поставленной задачей.
Этапы создания интерактивной модели ракетоносителя «Восток»
Перед созданием модели была поставлена задача – воссоздать исторический момент доставки ракетоносителя в Калугу и его установки в качестве экспоната наружной экспозиции Музея истории космонавтики им. К.Э. Циолковского.
Модель ракетоносителя создана из сборных деталей, программируемой материнской платы, серводвигателей, электродвигателей, батареек и датчика ПДУ (Приложение 2, рис. 3–4). Движение платформы установщика осуществляется с помощью колесной базы и регулируется пультом дистанционного управления. В соответствии с программой, а также посредством сервопривода и специально разработанной конструкции, реализована возможность поднимать модель ракетоносителя из горизонтального положения в вертикальное и обратно, что полностью соответствует реальному экспонату.
Создание модели состояло из следующих этапов (Приложение 2, рис. 5–8):
1 этап. Сборка колесной базы установщика ракетоносителя и подключение элементов периферии.
2 этап. Сборка корпуса ракетоносителя.
3 этап. Соединение колесной базы и корпуса ракетоносителя. Установка элементов периферии, программируемой материнской платы и подключение датчика пульта дистанционного управления (ПДУ).
4 этап. Программирование модели.
После завершающего этапа было произведено успешное испытание модели: её перемещение осуществляется с помощью ПДУ, а по окончании движения корпус ракетоносителя устанавливается в вертикальное положение.
Заключение
Нами был подготовлен и проведен урок по учебному предмету «Окружающий мир» по теме «Способы изучения космических тел» (УМК «Гармония», 4 класс) с демонстрацией работы интерактивной модели ракетоносителя «Восток» ученикам 4–го класса гимназии.
В ходе урока ребята узнали об истории создания Государственного музея истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, его экспонатах, остановившись более подробно на прототипах созданных моделей.
В ходе беседы мы продемонстрировали работу модели, рассказали об этапах ее сборки и принципах работы.
В конце урока было проведено анкетирование «Твои впечатления от урока» (разработана автором) (Приложение 3), в ходе которого ребята ответили на следующие вопросы:
1. Интересует ли тебя тема космоса и бывал ли ты в Государственном музее истории космонавтики (в каких его отделах)?
2. Узнал ли ты что-нибудь новое из рассказа об истории музея и его экспозиции?
3. Понравилось ли тебе наблюдать за работой интерактивной модели?
4. Хотел бы ты создать такие или подобные модели космической тематики своими руками и какие?
5. Планируешь ли ты в ближайшее время отправиться в музей более подробно узнать о представленных сегодня моделях и найти идея для создания собственных?
После обработки анкет мы получили следующие результаты (Приложение 4):
1. 83 % ребят очень интересует космическая тема и почти все были в калужском музее истории космонавтики.
2. 71 % опрошенных учеников на проведенном уроке узнали новые факты создания и работы планетария, музея космонавтики и появлении в его экспозиции ракетоносителя «Восток».
3. 91 % детей заинтересовались работой интерактивной модели и проявили желание сделать что-либо подобное своими руками.
4. 98 % учащихся выразили желание в ближайшее время еще раз посетить музей космонавтики, чтобы посмотреть представленные на уроке модели и более внимательно познакомиться с другими экспонатами музея.
Выводы
1. Дети активно интересуются темой космоса и знают факты из истории его освоения, в том числе благодаря посещению экскурсий Государственного музея истории космонавтики.
2. Представленная модель вызвала у ребят интерес и желание еще раз посетить музей, чтобы почерпнуть идеи для создания собственных проектов.
Выводы подтверждают, что цель нашей работы достигнута – благодаря использованию в нашем проекте интерактивной модели, школьники проявили большую заинтересованность к представленному на уроке материалу. Мы также уверены в том, что необходимо развивать и поддерживать интерес детей не только к достижениям нашего государства в сфере освоения космоса, но и к другим вехам нашей истории. И важно делать это творчески и с использованием новых технологий.
Библиографическая ссылка
Макаров Н.А. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНТЕРАКТИВНЫХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ИСТОРИИ ОСВОЕНИЯ КОСМОСА НА УРОКАХ И ВО ВНЕУРОЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ // Старт в науке. – 2017. – № 5-2. ;URL: https://science-start.ru/ru/article/view?id=869 (дата обращения: 18.04.2024).