XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Мир удивительных деталей
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение в исследовательскую работу.
Знакомство детей с новым для них миром начинается с игрушек. Конструктор - это тоже игрушка, но более интересная. Он позволяет строить из деталей не только то, что тебе предлагают, а придумывать новое, свое и оригинальное.
Я, как и многие дети, люблю играть в конструктор «Лего». У меня большое количество разных наборов. Я могу часами собирать дома, машины, самолеты, создавать игру. Особенно люблю наборы, в которых есть «Лего» – человечки. Удивительно, но детали от наборов купленных мне в 3 года хорошо соединяются с деталями новых наборов. Я заинтересовался историей завода по производству конструкторов «Лего». У меня возник вопрос: может ли помочь конструктор «Лего» в изучении различных тем в математике.
Объект исследования: разделы математики начальной школы.
Предмет исследования: детали конструктора Лего», как вспомогательный материал при изучении некоторых тем в математике.
Я предположил, что детали конструктора «Лего» помогут понять некоторые темы в математике.
Цель работы: Показать, что с помощью конструктора «Лего» можно понять некоторые темы математики.
Чтобы достичь цели, мне надо решить несколько задач:
Собрать материал в интернете и в магазине в отделе конструктора «Лего».
Найти разделы математики, при изучении которых можно применить детали конструктора «Лего».
Провести практический эксперимент.
Методы работы:
Анализ и обобщение информации, полученной из интернета и литературы.
Подумать самостоятельно.
История конструктора «Лего». Точность в деталях.
Компания появилась на свет в далеком 1932 году. Она занималась выпуском деревянных игрушек. Ее основатель Оле Кирк Кристиансен был плотником и открыл небольшую столярную мастерскую в поселке Биллунд в Дании. Начав выпуск игрушек, Кристиансен начал искать название для своей мастерской, и в 1934 году появилось слово LEGO, которое происходило от двух других – Leg и Godt, которые вместе означают «играть хорошо». А на латыни «LEGO» означает «я учусь» или «я складываю».
Над созданием игрушек трудилось 7 человек, и они уже тогда заботились о качестве продукции. Над их рабочими местами возвышалась надпись:
«Только лучшее является достойным».
Первый пластиковый конструктор был выпущен в 1947 году. Появилась идея создать небольшой пластмассовый кубик, который мог соединяться с другими ему подобными, и таким образом можно было собирать небольшие конструкции. В 1949 году «Лего» начинает производство собственных кубиков. Они могли складываться и, главное, крепиться друг к другу! Впрочем, не настолько крепко, как хотелось бы: конструкции получались довольно хрупкими. Поэтому в 1958 году была запатентована новая система крепления.
К тому времени конструкторы «Лего» уже были известны и популярны в Европе.
Самое удивительное, что все наборы, выпущенные после 1958 года совместимы друг с другом. Благодаря уникальной технологии и уникальным чертежам все детали конструкции разных годов выпуска можно легко собирать в одно целое.
Уже не одно десятилетие все элементы «ЛЕГО» выпускаются в четком соответствии c жесткими требованиями к качеству и c высокой точностью. Да и соединять детали между собой безо всяких усилий сможет даже самый маленький ребенок, a конструкция, получаемая при этом, отличается высокой прочностью. Вы только вдумайтесь: допустимое отклонение деталей конструктора всего лишь 2 микрометра.
Вот такие интересные чертежи я увидел, изучая историю завода. Они были сделаны в 1961 году.
Кирпичики (кубики)
Кирпичик — ключевой элемент LEGO. Он используется не только в конструкторах, но и в настольных и компьютерных играх. Кирпичик является также корпоративным символом: сотрудников, работающих в компании более 25 лет, награждают его миниатюрной копией.
Размер классического кубика LEGO с восемью шипами, расположенными в два ряда, составляет 9,6×32×16 мм. Математически доказано, что из шести 8-шиповых кубиков LEGO одного цвета можно получить свыше 915 млн. комбинаций соединений.
По подсчётам LEGO Group, если равномерно распределить между жителями Земли все кубики, выпущенные компанией, то каждому достанется по 62 штуки.
Математика - царица наук.
«Математика – есть ключ ко всем наукам» - говорили греческие ученые.
Для того чтобы выбрать темы, при изучении которых можно применить конструктор «Лего», я пересмотрел учебник математики за 1 и 2 –ой классы. И выбрал следующие темы из 1-го класса: «Состав числа», «Знаки сравнения». А из 2-го класса: «Умножение». Тему «Дроби» мне подсказала моя классная руководительница, т.к. ее мы будем изучать в 4 классе. У каждой выбранной темы есть история ее появления в математике. Самые интересные факты я опишу в этом разделе.
Искусство счета развивалось с развитием человечества. В те времена, когда человек лишь собирал в лесу плоды и охотился, ему хватало четырех слов: один, два, три и много. Способов счета было придумано много: делались зарубки на палке по числу предметов, завязывались узлы на веревке, складывались камешки и т.д. Постепенно человек перешел на подсчеты по пальцам рук. И до сих пор этим способом пользуются не только первоклассники.
Но предметов может быть больше десяти. Постепенно придумали десятичную систему, которая используется сейчас: считаем десятки; когда наберется десять десятков, называем их сотней; потом десять сотен – тысячей.
В Древней Руси десять тысяч называли «тьма». Отсюда выражение «тьма народу».
Многие народы использовали все те же пальцы, но принцип счета у них был свой. Индийцы племени майя в Америке считали пятерками: одна пятерка – единица следующего разряда, пять пятерок – новый разряд и т.д. Они использовали пальцы одной руки.
Некоторые племена использовали только четыре пальца одной руки, однако при этом учитывали, что каждый палец состоит их трех фаланг, то есть имели в распоряжении 12 объектов счета. Так возникла дюжина, которая сто лет назад была распространена в Европе, и в России. Но постепенно уступила свое место десятке.
Пожалуй, самым важным изобретением человечества можно считать – число.
Как такового числа нет в природе. Это плод деятельности человеческого разума.
Сначала человек научился считать, а потом появилось число. А для того что бы быстро выполнять сложение и вычитание надо хорошо понимать и знать состав чисел.
Знаки сравнения «больше», «меньше», «равно» сначала записывались словами. И только в 1557 году придумали обозначение для равенства «=», а еще позже в 1630 заменили слова «меньше» и «больше» на знаки, которые мы используем и сейчас « < » и « > » .
Умножение. Таблица умножения знакома каждому человеку еще со школьной скамьи. Триста лет назад в Англии человек знающий таблицу умножения, уже считался ученым человеком.
Пожалуй, самые старые в мире таблицы умножения были найдены при раскопках городов Древней Месопотамии, возраст которых составляет 5000 лет. Так что, скорее всего, таблица умножения появилась где-то в тех краях.
Способов умножения было придумано много. Итальянский математик конца XV –начала XVI века Лука Пачиоли в трактате об арифметике приводит 8 различных способов умножения. Носят они романтические названия «Маленький замок» и «Ревность». Расчеты производились с помощью разных таблиц.
Русские крестьяне умели умножать и без таблицы. Их способ умножения использовал лишь умножение и деление на 2. Чтобы перемножить два числа, их записывали рядом, а затем левое делили на 2, а правое умножали на 2. Если при делении получался остаток, то его отбрасывали. Затем вычеркивались те строки в левой колонке, в которых стоят четные числа. Оставшиеся числа в правой колонке складывались. В результате получалось произведение первоначальных чисел.
Знак умножения «косой крест» (х) впервые в 1631 году ввёл английский математик Уильям Оутред (1575 – 1660).
Позднее, в 1698 году, выдающийся немецкий математик Г.Лейбниц (1646 – 1716), ввёл знак умножения «точка».
Дроби. Одним из самых сложных разделов математики считаются дроби. Познакомиться с основами этой темы можно и во втором классе.
История дробей насчитывает не одно тысячелетие. Умение делить целое на части возникло на территории древнего Египта и Вавилона. Сам термин «дробь» имеет арабские корни и происходит от слова, обозначающего «ломать, разделять». Современное определение звучит следующим образом: дробь — это часть или сумма частей единицы.
Первой дробью стала половина или 1/2. Дальше возникла четверть, треть и так далее. Согласно данным археологических раскопок, история возникновения дробей насчитывает около 5 тысяч лет.
Практическое применение конструктора «Лего» на уроках математики.
Состав числа.
Знаки сравнения.
Для решения заданий на сравнение используем классические кирпичики «Лего», плоскую площадку «Лего» и лист с цифрами, которые нужно сравнить.
С каждой стороны площадки собирается необходимое количество кирпичиков ,и наглядно можно увидеть и сравнить полученные «башенки».
А потом поставить правильный знак между цифрами на листе.
Присоединяя кирпичики, друг к другу приходится много работать пальчиками, а так же считать детали и следить за нужным их количеством. Чтобы выполнить эти задания мне надо быть внимательным.
Умножение.
Таблицу умножения мне надо будет выучить наизусть. Сначала я разобрался, что значит умножить одно число на другое.
Умножение целых чисел есть такое действие, в котором нужно взять одно число слагаемым столько раз, сколько в другом содержится единиц, и найти сумму этих слагаемых.
И при помощи кирпичиков «Лего» выложил таблицу умножения числа «2» .
Таблица умножения на « 3».
Умножение на « 4 ».
Дроби.
Дроби понятие для меня новое и многие считают эту тему сложной. Вспомним перевод слова «дробь» - ломать, разделять.
Дробь — это часть или сумма частей единицы.
Детали конструктора «Лего» можно представить в виде составных частей.
Выводы исследовательской работы.
В начале своей работы я предположил, что детали конструктора «Лего» могут помочь при изучении некоторых тем в математике.
Я познакомился с историей завода по производству конструктора «Лего». Этот конструктор до сих пор интересен и взрослым и детям во многом благодаря точности деталей. Они хорошо подходят друг к другу, плотно крепятся и могут соединяться с деталями из ранее выпущенных наборов. На заводе создаются формы для отливания деталей «Лего». Инженерам, работающим на заводе надо хорошо знать математику, для того чтобы новые формы четко совпадали с предыдущими.
Изучая историю математики, я узнал много нового о числах и знаках. Закрепил знания по теме «Состав числа». Полностью таблицу умножения мне еще только предстоит узнать и выучить, но я наглядно понял, что значит умножить число на число.
Немного «забежал » вперед и узнал, что такое «дробь».
Каждую выбранную тему я рассматривал с использованием кирпичиков «Лего».
Я заметил что для того чтобы выполнить определенное задание с использованием конструктора надо быть очень внимательным. Например, тема «Знаки равенства и не равенства». Количество кубиков в башенках должно быть равно заданному числу, если ошибешься, то не увидишь разницу, но ответ будет не правильным.
Собирая башенки и раскладывая маленькие детали, очень хорошо работают пальчики. А значит, почерк будет становится все лучше и лучше!
Мое предположение, используя детали конструктора «Лего» можно изучить некоторые темы в математике, оказалось верным. Используя детали конструктора «Лего» можно изучить некоторые темы в математике. Конструктор любят и взрослые и дети. Он яркий и интересный. Поэтому изучать математику можно не только в школе, но и дома. Математика серьезная и сложная наука, для многих детей непонятная. Объясняя темы при помощи конструктора можно в игровой форме и наглядно разобрать некоторые темы. Начать изучать математику можно уже с детского сада.
Я доволен выполненной работой. И математика и конструктор «Лего» стали для меня еще более интересны.
Список используемой литературы.
« Я познаю мир. Математика. Детская энциклопедия»,Москва,2002г.
В.Волина «Веселая математика»,Москва,1999г.
3. https://ru.wikipedia.org/wiki/LEGO
https://historybrands.jimdo.com/бренды/lego/
http://pikabu.ru/story/patentnaya_zayavka_kompanii_lego_1961_god_2201465
https://ru.wikipedia.org/wiki/История_математики
https://ru.wikipedia.org/wiki/Математика_в_Древнем_Египте