МОУ «СОШ № 112»

Лего – умник не скучает, Когда Лего собирает!

Проект

«Сафари – парк»

Разработчики:

команда «Лего – Умники»Борискова Елизавета

Режапов Руслан

Руководитель команды:

Блеес Светлана Петровна

Консультант:

Борискова Ольга Александровна

г. Трехгорныймарт 2010 год

Этапы выполнения проекта:

1 этап «Выбор темы проекта. Поиск информации»

Среди зимы очень захотелось лета. А одной из наших любимых летних забав является туризм и ловля бабочек. Интересное это занятие – ловить и рассматривать бабочек.

Мы собрали сведения о разнообразии видов бабочек в своей местности. Нашли фотографии бабочек, обитающих у нас. Опросили одноклассников и родителей: знают ли они их названия, как часто видели их в природе, в какое время.

Так же мы нашли сведения о месте бабочек в экосистеме. И с удивлением узнали о том, что экологи различных стран всерьез занимаются проблемой охраны бабочек. Например, экологи из Китая, Германии, Австралии и  Израиля встретились на международном семинаре в Лейпциге с 10 по 14 августа 2009 года, чтобы поделиться своим опытом в общем деле сохранения редких бабочек.

В Германии пять лет назад создана организация Сеть Охраны Бабочек совместно с немецким обществом по сохранению в природе бабочек и моли. С тех пор более 500 волонтеров занимаются подсчетом и учетом бабочек по стандартизированному методу по всей стране, предоставляя исследователям важные данные о распределении и динамике популяций бабочек. Мониторинг предоставляет информацию по вопросам землепользования и изменения климата, с тем, чтобы

оценить реальные и отдаленные последствия воздействий на этих важных насекомых-опылителей.

Идея охраны бабочек возникла в Великобритании, где за бабочками ведется контроль с 1976 года. Эта идея с тех пор распространилась на многие другие прогрессивные европейские страны. Эти мероприятия сегодня координируются международным фондом охраны бабочек Европы.

Из экологии известно, что бабочки — отличные показатели экологического состояния среды обитания. Экологический мониторинг имеет не только значение для сохранения природы страны, но и для всего мира, так как позволяет оценить связи между изменениями климата, биоразнообразием и миграцией видов.

Организация Объединенных Наций провозгласила 2010 год Международным годом биоразнообразия. Это событие имеет принципиальное значение для человечества, это — провозглашение ценности жизни на Земле и основополагающего значения биологического разнообразия для жизни людей. Тем самым ООН призывает мировое сообщество к активным действиям в 2010 году в целях сохранения разнообразия жизни на Земле. 

Рис. 1. Логотип года биоразнообразия

Почему 2010 год, возможно, спросите Вы?1. Человечество — часть богатого разнообразия

Природы, и в наших силах уничтожить или сохранить это разнообразие. Биоразнообразие, разнообразие жизни на Земле необходимо для поддержания живых систем, обеспечивающих наше здоровье и благополучие, дающих нам чистый воздух, пищу и все остальное, без чего жизнь людей невозможна.

2. В результате деятельности человека биоразнообразие сокращается с возрастающей скоростью. Эти потери необратимы, и они ежедневно подрывают перспективы нашей жизни на Земле. Но в наших силах не допустить дальнейших потерь.

3. 2010 год — Международный год биоразнообразия. Давайте обратим все достижения человечества на защиту биоразнообразия и осознаем последствия наших решений для наших потомков. Настало время действовать.

Получается, что экологи, заботящиеся о численности бабочек, заботятся о жизни на Земле.

Слово "биоразнообразие" означает, прежде всего, разнообразие живых организмов, начиная с множества видов животных, растений и микроорганизмов. Несмотря на то, что имеется огромное количество данных о биологических ресурсах Земли, нам еще многое предстоит узнать. В тропических районах или в областях умеренного климата — нет такого места на планете, для которого имелся бы полный учет всех живущих там организмов. Никому не известно точное число видов

живых организмов. К настоящему времени ученым удалось сосчитать и описать 1,7 миллиона живых организмов, но общее число видов на планете составляет от 5 до 30 миллионов, некоторые ученые даже приводят цифру 80 миллионов и более.

На протяжении 12000 лет люди выделяли необходимые им виды, наблюдая за видимыми особенностями живых организмов. Они всегда использовали искусственный отбор для одомашнивания определенных видов диких животных, а теперь с помощью генной инженерии можно модифицировать виды в зависимости от требований, создавая новые сорта и породы трансгенных растений и животных: например, получать фрукты без зернышек, а животных для использования в медицинских экспериментах или для нужд сельского хозяйства. При этом следует соблю-дать исключительную осторожность, чтобы не выз-вать нарушений, которые могут привести к непред-виденным последствиям.

Сохранение биоразнообразия имеет огромное значение для человечества и с точки зрения утилитарной пользы, и с точки зрения духовных ценностей.

  Биоразнообразие также имеет большое значение для организации отдыха. Это — важнейшее условие для развития туризма и отдыха, так как происходит быстрое расширение этого вида деятельности в условиях природной среды, что зачастую является основным источником дохода для местного населения.

Эстетическая сторона восприятия биоразнообразия — не просто наслаждение красотой отдельных пейзажей; скорее органическая потребность, присущая каждому человеку, так и разнообразие форм жизни улучшает качество жизни.

 Это правда, что вымирание видов возможно и без вмешательства человека. При этом скорость вымирания видов никогда не была такой высокой со времен исчезновения последних динозавров, при-близительно 60 миллионов лет назад. Вымирание угрожает около 10% видов растений в зонах умеренного климата и 11% из существующих на земле 9000 видов птиц. Некоторые ученые полагают, что десятки тысяч видов, обитающих в тропических дождевых лесах, ежегодно исчезают или исчезнут в ближайшем будущем из-за уничтожения этих лесов.

 Резкое уменьшение биологического разнообразия в основном можно объяснить беспрецедентным воздействием людей на природу.

 Сегодня мы должны действовать: 

быть активным и хорошо информированным гражданином

принимаете участие в добровольных акциях, на-пример, очищать лес и берега рек от мусора, не засорять поляны и лесные тропы во время туристических походов

участвовать в общественных опросах, когда в регионе планируется строительство дамб, автострад или туристических комплексов,

которые могут привести к разрушениям природной среды, ставшей привычной человеку

уважать все составляющие природы: не вырывать растения, не переворачивая камни, служащие защитой речной фауне и флоре, не заезжать на машине в лес, не создавать шум и не нарушать покой природы, чтобы не нанести вред растениям и животным

 Восстановить биологическое разнообразие можно

на разных уровнях. Каждый несет ответственность за нарушение биоразнообразия. Каждый может сделать вклад в его сохранение.

 Наш проект был начат уже давно. Можно сказать,

что мы еще не знали, что работаем над будущим проектом, когда обратили внимание на бабочек. Как они красиво порхают над растениями! Зачем они нужны в природе? Почему они такие разные? Где они прячутся, когда идет дождь? Почему в разные годы их разное количество? Почему в разных регионах они разные? А можно ли приручить бабочку? И еще много вопросов и восхищенных фраз. Мы вспомнили лето среди зимы, когда собрались создавать проект для соревнований Лего-роботов. Ловец бабочек – так мы назвали будущего робота. А вот какой идее он будет служить, мы поняли после анализа материалов, найденных в книгах и Интернете.

2 этап «Анализ материалов»

Проанализировав результаты бесед с жителями нашего города, мы сделали общий вывод: некоторые виды бабочек, известные нашим бабушкам и родителям, не известны нашим ровесникам.

Аполлон Махаон-парусник Переливница большая

Подалирий

Рис. 1. Редкие виды бабочек Южного Урала

Результаты анализа специальной литературы подтвердили мысль о том, что некоторые виды бабочек находятся под угрозой исчезновения, без специальной помощи людей – профессионалов проблему их сохранения уже не решить. Есть и вторая категория бабочек – виды, численность которых быстро сокращается. Чтобы насекомые из этой категории не попали в категорию исчезающих простые люди, неравнодушные к окружающему миру, могут помочь сохранить и даже увеличить их численность.

Но для этого мы, во-первых, должны обратить внимание на эту проблему.

Понять, что процесс уменьшения численности бабочек – проблема.

Создать план действий по сохранению численности бабочек.

Проанализировав материалы разных источников, мы поняли, что можем создать проект, цель которого – привлечь внимание общественности к процессу уменьшения численности бабочек, как показателю сокращения биоразнообразия.

3 этап «Определение целей и задач проекта»

Цели проекта:

Привлечь внимание общественности к процессу уменьшения численности бабочек, как показателю сокращения биоразнообразия.

Продемонстрировать один из возможных путей решения проблемы сокращения биоразнообразия – строительство сафари-парков, парков бабочек с целью уменьшения влияния человека на естественную среду обитания живых организмов за счет посещения искусственно созданных уголков природы.

Задачи проекта:

1. создать сафари – парк, в котором робот – ловец бабочек, будет имитировать прогулку по парку (по специальной дорожке) и ловлю бабочек;

2. использовать навыки сборки модели по описанию;

3. научиться созданию модели человека по заданным критериям сходства;

4. познакомиться с основным и дополнительным (ресурсным) набором NXT и программой, сопровождающей его работу;

5. отработать навыки конструирования программы по словесному описанию алгоритма;

6. применить навыки использования ультразвукового датчик;

7. применить навыки использования датчика освещенности;

8. научиться использовать звуковой датчик (для отправки и приема звукового сообщения);

9. использовать стандартные алгоритмы для реализации проекта (движение по черной полосе);

10. обобщить проблемы, возникающие в ходе реализации проекта и найти им объяснение;

11. учиться работать в команде, прислушиваться к мнению других, планировать свои действия, уметь доказывать свою точку зрения.

Базовый набор инструментов:

Конструктор Lego Mindstorms 9797, ресурсный набор Lego education 9648, набор Перворобот 9786.

4 этап «Сборка модели»

По примерному эскизу мы собрали модель подобную человеку: тело – блок NXT, голова – ультразвуковой датчик, функцию ног выполняют колеса, руки построены на базе моторов с множеством отдельных деталей из основного и ресурсного наборов. В правой руке робота – сачок, в

левой – карта-схема движения по парку. Карта выполняет внешнюю декоративную функцию, закрывая датчик освещенности, обеспечивающий движение робота по черной линии. Ультразвуковой датчик дает возможность на расстоянии меньшем 30 сантиметров зафиксировать объект (бабочку) и передать сигнал на мотор, опускающий руку с сачком вниз.

Рис. 3. Робот – ловец бабочек

В парке имеется робот – смотритель (аналогичная модель), который ведет подсчет пойманных бабочек по сигналу (хлопку). Процесс движения робота – ловца бабочек по парку сопровождается реакцией со стороны «жителей» парка: слон кивает головой, крокодил открывает пасть. Реакция осуществляется по сигналу ультразвукового датчика. Взаимодействие робота и человека предусмотрено в следующих рамках: один разработчик проекта управляет бабочкой, «летающей» на поляне парка. Второй разработчик – хлопает в ладоши после того, как робот поймает бабочку, для того, чтобы робот – смотритель зафиксировал этот факт рисованием линии на бумаге.

5 этап «Конструирование программы»

Мы составили словесный алгоритм:Робот – ловец бабочек путешествует по парку

благодаря черной «тропинке» и датчику освещенности.

Как только его ультразвуковой датчик обнаруживает объект (бабочку), он останавливается и опускает сачок, затем поднимает сразу поднимает сачок, ведь мы не хотим ловить бабочек для коллекции, мы придумали модель парка, в котором можно заниматься любимым развлечением и не причинять вред бабочкам.

Если бабочка поймана, подается сигнал (хлопок) роботу – смотрителю, который рисует на бумаге черточку, количественное отражение числа пойманных бабочек.

На поляне также размещены робот-слон и робот – крокодил, которые реагируют с помощью ультразвукового датчика на приближение робота – ловца бабочек.

Написание программы по словесному алгоритму выполнено с помощью программы LEGO MINDSTORMS Edu NXT.

Основные команды алгоритма ловца бабочек отражены на рисунке далее:

Рис. 4. Программа движения Ловца бабочек

Выводы по проекту:

1. В ходе проекта мы столкнулись с рядом проблем: неустойчивость конструкции, трудность подъема сачка в исходное положение, трудности совмещения оригинальных деталей Лего с другими объектами (листком бумаги, сачком на леске). Для решения этих проблем мы проводили неоднократные практические эксперименты. Обращались к помощи учителей, в частности физики, технологии.

2. Нам пригодились знания и умения, которые мы получили в школе на уроках математики, технологии и дополнительных занятиях в Лего-кружке.

3. Мы поняли разницу между компьютерными и механическими устройствами: все механические действия выполняются медленнее и для того, чтобы понять, как механизм будет вести себя во время работы моторов, требуется большое количество экспериментов.

4. Мы использовали циклическую конструкцию, которая позволяет повторять одни и те же действия несколько раз, закрепили навыки использования датчика освещенности ультразвукового датчика, впервые использовали в проекте датчик звука.

5. Так как навыки и умения у всех разные, работа в команде может помочь приобрести новые знания. Прислушиваясь и дополняя друг друга, мы смогли создать модель, которая понравилась и нам, и одноклассникам, и учителям.

Список использованной литературы и Интернет-сайтов:

http://www.un.org/ru/events/biodiversity2010/ background.shtml

http://ecoportal.ru/news.php?id=42552

http://www.wff44.com/ru/news/show/883/

http://hogar-verde.com/ru/acciones-para-proteger- la-biodiversidad/

http://ural.org.ua/?tag=babochka

http://www.redbook.ru/article526.html - аннотированный список редких видов насекомых, обитающих на особо охраняемых природный территориях Челябинской области, отряд Чешуекрылые – 35 насекомых.

Тюмасева З.И. Актуальные вопросы охраны насекомых на Южном Урале: Учебное пособие – Челябинск, ЧГПИ, 1988 – 64 с. с илл.

фото бабочек:http://migranov.ru/bashkiria/muradymovo/24.phphttp://www.danaida.ru/sem3/perbol.htmhttp://babochka.moy.su/news/1http://www.photosight.ru/photos/1875146/

Вы когда-нибудь ловили бабочек?Это очень интересное занятие. Но недавно мы

узнали, что ученые всерьез озаботились уменьшением количества биологических видов на Земле.

2010 год Организацией Объединенных Наций назван Годом биоразнообразия. Выполняя свой проект, мы изучили, что это такое, и поняли:

Человек – это часть разнообразия природы, Чтобы сохранить жизнь на Земле необходимо

сохранить как можно больше видов живых организмов,

Любимые нами бабочки – тоже часть природного многообразия, и их тоже надо сохранить.

И поэтому мы предлагаем Вашему вниманию модель искусственно созданного сафари – парка, которых в нашей области пока нет. Здесь можно не вторгаясь в натуральную природу, утолить желание половить бабочек. Ведь смотритель зафиксирует количество пойманных насекомых и может передать эти сведения биологам для восстановления их числа в парке. А бабочки, живущие в естественных условиях, не будут подвергаться уничтожению. А останутся символом любви, счастья и благополучия.